石墨烯總是會(huì)給人帶來(lái)驚喜，并展現(xiàn)出更驚人的性能，如極限拉伸強(qiáng)度或空前的導(dǎo)電性等。現(xiàn)在或許會(huì)給超快激光系統(tǒng)帶來(lái)莫大的幫助。

    低激光能量密度下的非常規(guī)吸收行為

    在最初實(shí)驗(yàn)中，石墨烯是通過(guò)剝離更薄的石墨層制成的。石墨是黑色的，因此石墨烯也是黑色的。用科學(xué)語(yǔ)言來(lái)表達(dá)就是：它在可見(jiàn)光和紅外光譜等較寬的帶寬上顯示出強(qiáng)烈的光吸收特性。

    來(lái)自德國(guó)亥姆霍茲德累斯頓羅森多夫研究中心（HZDR）的一群科學(xué)家們仔細(xì)地研究了石墨烯的IR吸收特性。通過(guò)與來(lái)自柏林、哥德堡和亞特蘭大研究小組進(jìn)行的共同研究，他們發(fā)現(xiàn)了石墨烯全新的吸收特性。

    到目前為止，我們知道石墨烯能在一定的激光能量密度下褪色。可以與其他材料一起使用，在超快激光系統(tǒng)中形成被動(dòng)吸收體的可逆效應(yīng)。這種過(guò)程能在激光腔中實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的超短脈沖。因此，它對(duì)于產(chǎn)生亞皮秒激光脈沖具有極大的價(jià)值。

    研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)波長(zhǎng)為30至40飛秒的強(qiáng)烈紅外脈沖照射到石墨烯上時(shí)，出現(xiàn)了兩種褪色現(xiàn)象：第一種為每平方厘米7微焦耳，另一種為每平方厘米10微焦耳。第一個(gè)結(jié)果低得驚人，并且和新的理論預(yù)測(cè)一致。他們假設(shè)該效應(yīng)是基于涉及電子的多粒子散射。這種情況是史無(wú)前例的，并且與第二種褪色現(xiàn)象的模式不同。

    在低能量密度下的褪色取決于電子移動(dòng)率，因此速度非常快。這能支持高循環(huán)率，也正是高平均功率飛秒激光系統(tǒng)所需的。鑒于石墨烯的廣泛吸收光譜特性，它可用于幾乎整個(gè)可見(jiàn)光譜和IR光譜。

    HZDR專家Jacob Konig-Otto表示：“石墨烯是一種非常有前途的吸收材料，其性能非常穩(wěn)定，非常適合廣泛的波長(zhǎng)。我們的研究結(jié)果有助于了解其基本過(guò)程，并有助于構(gòu)建更好的吸收體。”

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責(zé)任編輯：龐雪潔

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