2次元（2D）材料は、ユニークな電子的、光学的、機械的特性により、近年大きな注目を集めています。これらの材料は、繊維レーザーを含む幅広い技術に革命をもたらす可能性があります。
ファイバーレーザーは、ゲイン媒体として光ファイバを使用するレーザーの一種です。彼らは、高効率、コンパクトサイズ、柔軟性など、従来のレーザーよりも多くの利点を提供します。ただし、ファイバーレーザーの性能は、ゲインメディアの特性によって制限されます。
複合2D材料は、繊維レーザーに多くの潜在的な利点を提供します。これらの材料を使用して、高い屈折率、低損失、幅広い帯域幅を備えたゲインメディアを作成できます。また、繊維レーザーの出力電力を制御するために使用される飽和吸収体の作成にも使用できます。
最近の研究では、サウサンプトン大学と英国の国立物理研究所の研究者は、繊維レーザーでの複合2D材料の使用を実証しました。研究者は、グラフェンと六角形の窒化ホウ素（H-BN）の複合を使用して、高い屈折率と低損失を伴うゲイン培地を作成しました。レーザーは、100フェムト秒の持続時間でパルスを生成しました。これは、従来の繊維レーザーによって生成されるパルスよりも大幅に短くなっています。
研究者は、複合2D材料が繊維レーザーに革命をもたらす可能性があると考えています。これらの材料は、従来のゲインメディアよりも多くの利点を提供し、幅広い特性を持つレーザーを作成するために使用できます。これにより、通信、医療イメージング、分光法など、超高速光学系のアプリケーションの新しい可能性が開かれる可能性があります。
繊維レーザー用の複合2D材料の利点
複合2D材料は、次のような繊維レーザーに多くの利点を提供します。
* 高屈折率： 材料の屈折率は、材料を通過するときにどれだけの光が曲がっているかを測定する尺度です。繊維への光のより効率的な結合を可能にするため、ファイバーレーザーには高い屈折率が望ましい。
* 低損失： ファイバーレーザーの光の損失は、そのパフォーマンスを制限する主要な要因です。複合2D材料の損失は低いため、出力電力が高いレーザーを作成するために使用できます。
* 幅帯域幅： ファイバーレーザーの帯域幅は、レーザーが発する波長の範囲の尺度です。複合2D材料には幅広い帯域幅があります。つまり、幅広い色を放出できるレーザーを作成するために使用できます。
* 飽和吸収： 飽和吸収は、低強度で光を吸収できるが、高強度で透明になる材料の特性です。この特性は、短い光のパルスを生成できるレーザーを作成するために不可欠です。
ファイバーレーザー用の複合2D材料のアプリケーション
複合2D材料は、次のようなファイバーレーザー用の幅広いアプリケーションで使用できる可能性があります。
* 電気通信： ファイバーレーザーは、光アンプや波長コンバーターなど、さまざまな通信アプリケーションで使用されます。複合2D材料を使用して、より高いゲイン、より低い損失、およびより広い帯域幅を提供することにより、これらのデバイスのパフォーマンスを改善できます。
* 医療イメージング： 繊維レーザーは、光学コヒーレンス断層撮影（OCT）や光音響イメージングなど、さまざまな医療イメージングアプリケーションで使用されています。複合2D材料を使用して、より高いゲイン、より低い損失、およびより広い帯域幅を提供することにより、これらのデバイスの解像度と感度を改善できます。
* 分光法： 繊維レーザーは、ラマン分光法や蛍光分光法など、さまざまな分光アプリケーションで使用されています。複合2D材料を使用して、より高いゲイン、より低い損失、およびより広い帯域幅を提供することにより、これらのデバイスの感度と選択性を改善できます。
結論
複合2D材料は、繊維レーザーに多くの潜在的な利点を提供します。これらの材料を使用して、より高いゲイン、より低い損失、より広い帯域幅、および飽和吸収を伴うレーザーを作成できます。これにより、通信、医療イメージング、分光法など、超高速光学系のアプリケーションの新しい可能性が開かれる可能性があります。
