High Modulation Depth Enabled by Mo(2)Ti(2)C(3)T(x) MXene for Q-Switched Pulse Generation in a Mid-Infrared Fiber Laser.
High Modulation Depth Enabled by Mo(2)Ti(2)C(3)T(x) MXene for Q-Switched Pulse Generation in a Mid-Infrared Fiber Laser.
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Mo2Ti2C3Tx MXene 实现高调制深度，可在中红外光纤激光器中生成调Q脉冲
DOI：
10.3390/nano12081343
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发表时间：
2022-04-13
期刊：
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文献类型：
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二维（2D）材料作为超快光纤激光器的可饱和吸收材料（SAs）显示出巨大的前景。然而，石墨烯和黑磷等二维材料的调制深度相对较低，稳定性较差，限制了它们在中红外脉冲产生中的应用。本文首先报道了一种新型二维双过渡金属碳化物，标记为Mo2Ti2C3Tx MXene，作为被动调q中红外光纤激光器的可饱和吸收体（SA）。由于独特的四金属原子层结构，Mo2Ti2C3Tx表现出优越的饱和吸收性能，特别是与大多数其他2D SA材料相比，具有更高的调制深度（在2796 nm处为40%）。在掺铒光纤系统中掺入MXene SA后，获得了重复频率为157.3 kHz、最短脉宽为370 ns、单脉冲能量为1.92 μJ的被动调q脉冲。这些结果扩展了基于mxene的sa作为先进光子器件的有前途的候选者。
Two-dimensional (2D) materials show great promise as saturable absorbers (SAs) for ultrafast fiber lasers. However, the relatively low modulation depth and poor stability of some 2D materials, such as graphene and black phosphorus, restrict their applications in the mid-infrared pulse generation. Herein, we first report a novel 2D double transition metal carbide, denoted as Mo2Ti2C3Tx MXene, as the saturable absorber (SA) for a passively Q-switched mid-infrared fiber laser. Due to the unique four-metal atomic layer structure, the Mo2Ti2C3Tx exhibits superior saturable absorption properties, particularly with a higher modulation depth (40% at 2796 nm) than most of the other reported 2D SA materials. After incorporating the MXene SA with an erbium-doped fiber system, the passively Q-switched pulses were achieved with a repetition rate of 157.3 kHz, the shortest pulse width of 370 ns, and single-pulse energy of 1.92 μJ, respectively. Such results extend the MXene-based SAs as promising candidates for advanced photonic devices.
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