硫掺杂碳点氧化石墨烯

非线性吸收强9.3倍

硫掺杂将碳点氧化石墨烯复合材料的带隙缩窄，使非线性吸收系数与三阶非线性极化率大幅提升，用于高性能光限幅。

Mao, Bingxin · Liang, Chen · 李坚 · 董文月 · Xu, Cui · Duan, Qian

Optics and Laser Technology 2023

参数信息

非线性吸收系数

65 ×10⁻¹⁰ m/W

三阶非线性极化率虚部

213 ×10⁻¹² esu

光限幅初始阈值

0.05 J cm⁻²

光限幅阈值

0.40 J cm⁻²

最小透过率

21 %

带隙

2.5 eV

技术优势

非线性吸收强 9.3 倍

硫掺杂使 S-CDGO 的非线性吸收系数达到 CDGO 的 9.3 倍，更高效地衰减强激光。

三阶极化率提升近 10 倍

Im χ⁽³⁾ 从 23×10⁻¹² esu 增至 213×10⁻¹² esu，表明材料对光的非线性响应显著增强。

光限幅阈值低

S-CDGO/PMMA 复合材料的初始阈值仅为 0.05 J cm⁻²，能更早启动光限幅保护。

透射率可调至 21%

在强光下最小透过率仅 21%，有效阻挡有害激光。

应用场景

• 光限幅材料：用于激光防护，保护人眼和传感器免受强激光损伤。
• 激光防护：制作光限幅器件，在激光照射下自动降低透过率。
• 碳点：杂原子掺杂碳点提供可调带隙和增强的非线性响应。
• 氧化石墨烯复合材料：氧化石墨烯复合增强非线性光学性能并便于加工成膜。
• 有机发光二极管：提供光限幅功能，保护 OLED 免受激光损伤。