一种制备基于黑磷的可饱和吸收体器件的方法

摘要

本发明公开了一种制备基于黑磷的可饱和吸收体器件的方法，这种方法将机械剥离法得到的二维层状黑磷，或者是超声震荡得到的分布在酒精溶液里的二维层状黑磷，通过定向转移的方法沉积到光纤头上，作为器件的可饱和吸收层。本发明所涉及的定向转移的方法，可以有效、高效的将黑磷转移到光纤头上，避免了人工转移过程中对材料造成的损害，并且能够精确定位纳米级材料所在的位置，避免了盲目转移的问题，提高了饱和吸收体制备的成功率。采用本发明方法制成的黑磷可饱和吸收体采用透射方式工作，可实现近中红外工作波段激光器的超短脉冲输出，具有性能好、兼容性强的特点，适用于激光器的调Q和锁模、光信号处理等应用。

主权项

一种制备基于黑磷的可饱和吸收体器件的方法，其特征在于，采用定向转移技术将二维层状黑磷沉积到光纤头上，作为可饱和吸收体器件的可饱和吸收层，具体包括以下步骤：步骤1）采用硅基底（1）作为为衬底，将机械剥离得到的黑磷（2）贴在所述硅基底（1）上，或将溶液加工法得到的含有黑磷（2）的酒精溶液滴到所述硅基底（1）上并以30‑70℃加热10‑30分钟，以确保所述黑磷（2）粘附在所述硅基底（1）上；随后采用旋涂的方法在所述黑磷（2）上旋涂一层聚甲基丙烯酸甲酯保护层（3）并以30‑70℃加热10‑30分钟形成黑磷‑聚甲基丙烯酸甲酯薄膜（4）；步骤2）裁剪一张面积至少能够覆盖所述硅基底（1）的蓝膜胶带（5），并在所述胶带（5）中间剪裁出一个洞口，洞的大小要适中；然后将所述蓝膜胶带（5）贴在所述硅基底（1）上，所述洞口位置就是所需要的黑磷位置所在；步骤3）将贴有所述蓝膜胶带（5）的所述硅基底（1）一起缓慢浸没在去离子水中，然后在所述去离子水中缓慢撕开所述蓝膜胶带（5），由于范德华力的作用，所述黑磷‑聚甲基丙烯酸甲酯薄膜（4）便粘附在所述蓝膜胶带（5）上，而所述蓝膜胶带（5）中间孔洞处便是所要用的黑磷；步骤4）将粘附有所述黑磷‑聚甲基丙烯酸甲酯薄膜（4）的所述蓝膜胶带（5）贴在用聚四氟乙烯制成的模具台（6）上，确保所需要的黑磷对准所述模具台（6）中间的孔洞；然后将所述模具台（6）放置在光学显微镜上方的可调载物台（9）上，观察中间孔洞处的黑磷分布，找到合适大小和厚度的黑磷；步骤5）在光学显微镜下端的升降台（10）上放置一个中间开有孔洞的聚四氟乙烯模具（7），所述聚四氟乙烯模具（7）的中间孔洞处放置光纤头（8）；调整光学显微镜物镜的焦距确定下方所述光纤头（8）中间纤芯的位置，通过调节所述载物台（9）和所述升降台（10）来交替微调所述光纤头（8）和之前寻找到的合适的黑磷的相对位置，直至将所述光纤头（8）移至所述合适的黑磷的下方；在确保所述光纤头（8）的纤芯准确对准所述合适的黑磷位置后，将所述载物台（10）向上升起，让所述光纤头（8）穿破所述黑磷‑聚甲基丙烯酸甲酯薄膜（4），这样所述合适的黑磷便精准的转移到了所述光纤头（8）的纤芯上；步骤6）将上述制得的沉积有黑磷的所述光纤头（8）的纤芯与另一个无黑磷沉积的光纤头（8）的纤芯对接，形成光纤头‑黑磷‑光纤头的三明治结构，最终制成基于黑磷的可饱和吸收体器件。