Tweedimensionale (2D) materialen hebben de afgelopen jaren veel aandacht getrokken vanwege hun unieke elektronische, optische en mechanische eigenschappen. Deze materialen hebben het potentieel om een ​​revolutie teweeg te brengen in een breed scala aan technologieën, waaronder fiberlasers.

Vezellasers zijn een soort laser die een optische vezel als versterkingsmedium gebruikt. Ze bieden een aantal voordelen ten opzichte van traditionele lasers, zoals hoge efficiëntie, compact formaat en flexibiliteit. De prestaties van fiberlasers worden echter beperkt door de eigenschappen van het versterkingsmedium.

Composiet 2D-materialen bieden een aantal potentiële voordelen voor fiberlasers. Deze materialen kunnen worden gebruikt om versterkingsmedia te creëren met hoge brekingsindices, weinig verlies en een brede bandbreedte. Ze kunnen ook worden gebruikt om verzadigbare absorbers te maken, die worden gebruikt om het uitgangsvermogen van fiberlasers te regelen.

In een recente studie hebben onderzoekers van de Universiteit van Southampton en het National Physical Laboratory in het Verenigd Koninkrijk het gebruik van 2D-composietmaterialen in een fiberlaser aangetoond. De onderzoekers gebruikten een composiet van grafeen en hexagonaal boornitride (h-BN) om een ​​versterkingsmedium te creëren met een hoge brekingsindex en laag verlies. De laser produceerde pulsen met een duur van 100 femtoseconden, wat aanzienlijk korter is dan de pulsen geproduceerd door traditionele fiberlasers.

De onderzoekers zijn van mening dat 2D-composietmaterialen het potentieel hebben om een ​​revolutie teweeg te brengen in fiberlasers. Deze materialen bieden een aantal voordelen ten opzichte van traditionele versterkingsmedia, en ze kunnen worden gebruikt om lasers te maken met een breed scala aan eigenschappen. Dit zou nieuwe mogelijkheden kunnen openen voor toepassingen in ultrasnelle optica, zoals telecommunicatie, medische beeldvorming en spectroscopie.

Voordelen van 2D-composietmaterialen voor fiberlasers

Composiet 2D-materialen bieden een aantal voordelen voor fiberlasers, waaronder:

* Hoge brekingsindex: De brekingsindex van een materiaal is een maatstaf voor de hoeveelheid licht die wordt afgebogen wanneer het door het materiaal gaat. Een hoge brekingsindex is wenselijk voor fiberlasers omdat hierdoor een efficiëntere koppeling van licht in de fiber mogelijk is.

* Laag verlies: Het verlies aan licht bij een fiberlaser is een belangrijke factor die de prestaties ervan beperkt. Composiet 2D-materialen hebben weinig verlies, wat betekent dat ze kunnen worden gebruikt om lasers met een hoog uitgangsvermogen te maken.

* Grote bandbreedte: De bandbreedte van een fiberlaser is een maat voor het golflengtebereik dat de laser kan uitzenden. Composiet 2D-materialen hebben een brede bandbreedte, wat betekent dat ze kunnen worden gebruikt om lasers te maken die een breed scala aan kleuren kunnen uitzenden.

* Verzadigbare absorptie: Verzadigbare absorptie is een eigenschap van materialen waardoor ze licht kunnen absorberen bij lage intensiteiten, maar transparant worden bij hoge intensiteiten. Deze eigenschap is essentieel voor het maken van lasers die korte lichtpulsen kunnen produceren.

Toepassingen van 2D-composietmaterialen voor fiberlasers

Composiet 2D-materialen hebben het potentieel om te worden gebruikt in een breed scala aan toepassingen voor fiberlasers, waaronder:

* Telecommunicatie: Vezellasers worden gebruikt in een verscheidenheid aan telecommunicatietoepassingen, zoals optische versterkers en golflengteomzetters. Samengestelde 2D-materialen kunnen worden gebruikt om de prestaties van deze apparaten te verbeteren door een hogere versterking, minder verlies en een grotere bandbreedte te bieden.

* Medische beeldvorming: Vezellasers worden gebruikt in een verscheidenheid aan medische beeldvormingstoepassingen, zoals optische coherentietomografie (OCT) en foto-akoestische beeldvorming. Samengestelde 2D-materialen kunnen worden gebruikt om de resolutie en gevoeligheid van deze apparaten te verbeteren door een hogere versterking, minder verlies en een grotere bandbreedte te bieden.

* Spectroscopie: Vezellasers worden gebruikt in een verscheidenheid aan spectroscopietoepassingen, zoals Raman-spectroscopie en fluorescentiespectroscopie. Samengestelde 2D-materialen kunnen worden gebruikt om de gevoeligheid en selectiviteit van deze apparaten te verbeteren door een hogere versterking, minder verlies en een grotere bandbreedte te bieden.

Conclusie

Composiet 2D-materialen bieden een aantal potentiële voordelen voor fiberlasers. Deze materialen kunnen worden gebruikt om lasers te maken met een hogere versterking, minder verlies, een grotere bandbreedte en een verzadigbare absorptie. Dit zou nieuwe mogelijkheden kunnen openen voor toepassingen in ultrasnelle optica, zoals telecommunicatie, medische beeldvorming en spectroscopie.