刘善德老师课题组在二维材料及其超快激光应用方面获新进展-电子信息工程学院官网

近日，电子信息工程学院刘善德老师课题组在中红外波段二维材料的非线性光学调控及超快激光应用方面取得新进展，其研究成果“High efficient continuous-wave and ReSe₂ Q-switched ~3 μm dual-wavelength Er:YAP crystal lasers”发表在美国光学学会（OSA）旗下的顶级期刊Optics Letters (TOP，IF=3.589)上，电信学院2018级硕士研究生姚勇平为第一作者，刘善德老师为通讯作者，山东科技大学为第一完成单位。

激光技术的快速发展把科研工作者的研究兴趣逐渐向中红外及深紫外波段聚焦。特别是中红外波段的超快激光器件因激光调制元件匮乏而发展缓慢。近年来，以石墨烯为代表的二维材料、狄拉克半金属材料的出现点燃了人们的热情，使大家看到了中红外光电器件突破的希望。二维过渡族金属硫化物（Transition Metal Dichalcogenides，TMDs）凭借其独特的能带结构、新奇的物理化学性质，以及优异的器件和催化性能成为了继石墨烯之后的又一“明星”材料。作为TMDs家族中的一员，二硒化铼（ReSe₂）具有低晶格对称性、面内各向异性和弱层间耦合的特性，在偏振光电探测器、激光脉冲调制等方面具有极大应用价值。然而，如何制备大面积、层厚均匀的ReSe₂可饱和吸收体一直是科学家们关注的热点之一。针对这一问题，该课题组利用液相剥离法（LPE）成功制备出了高质量、大尺寸的ReSe₂饱和吸收镜，并通过开孔Z扫描、原子力显微镜（AFM）、拉曼光谱等表征手段对制备样品的光学性质进行了系统表征，首次利用层状ReSe₂实现了202.8 ns的3 μm波段脉冲激光输出，这项工作对于二维材料的可控堆叠及其在中红外波段超快光电器件中的应用具有重要意义。

自2017年电信学院激光技术实验室（S1-428）建成以来，刘善德老师课题组一直致力于探索新型低维纳米材料（如：石墨烯、碳量子点、黑磷及过渡金属硫化物等）的可控堆叠制备及其激光器件的应用，并在全固态超快激光研究方面取得一系列创新性成果。近3年来，刘老师课题组已在Optics Letters、RSC Advances等国际权威期刊上发表高水平论文8篇[Optics Letters, 44(11), 2839 (2019); RSC Advances, 9, 14417 (2019); Laser Physics Letters, 16, 015802 (2019); Optics and Laser Technology, 111, 770 (2019); IEEE Photonics Technology Letters, 30(24), 2167 (2018); Optics Letters, 42(19), 3972 (2017); RSC Advance, 7(80), 50961 (2017); Optical Materials, 64, 351 (2017)]，充分展示了低维纳米材料光谱响应宽、恢复时间短、损耗低等优异的光电性能。该研究为研制高效率、低成本超快固体激光器提供了新的方法与思路，受到国内外同行的关注。

以上相关研究得到了国家自然科学基金、山东省重点研发基金、山东科技大学杰出青年等基金的支持。