【摘 要】
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获益于独特的电子及能带特征，石墨烯具有与众不同的非线性光学性质.我们系统地研究了石墨烯的非线性光学效应，并将探索其非线性光学应用.基于激光Z扫描自动检测系统，我们首次确定了石墨烯的非线性光学效应：其实部对应为非线性光克尔效应，其虚部对应为可饱和光吸收效应.具体而言，通过激光Z扫描开孔测量，可定量研究石墨烯的可饱和光吸收参数；通过闭孔测量，我们还首次观察到了在石墨烯介质中的非线性相移并且精确地测量出
【机 构】
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湖南大学物理与微电子学院,微纳光电器件及应用教育部重点实验室,长沙410082
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获益于独特的电子及能带特征，石墨烯具有与众不同的非线性光学性质.我们系统地研究了石墨烯的非线性光学效应，并将探索其非线性光学应用.基于激光Z扫描自动检测系统，我们首次确定了石墨烯的非线性光学效应：其实部对应为非线性光克尔效应，其虚部对应为可饱和光吸收效应.具体而言，通过激光Z扫描开孔测量，可定量研究石墨烯的可饱和光吸收参数；通过闭孔测量，我们还首次观察到了在石墨烯介质中的非线性相移并且精确地测量出石墨烯的非线性光克尔系数：n2=10-7cm2W-1(大约是常规石英材料的109倍).此外，我们发现在微波和低端太赫兹(～0.1 THz)波段，石墨烯具有与光波段类似的可饱和吸收效应.石墨烯作为可饱和吸收体己经广泛应用于各类激光器(光纤、固体、气体)，并成功地实现了宽波段(从近红外到远红外)的激光锁模或调Q.石墨烯超强的非线性光克尔系数预示着石墨烯有望替代常规硅材料而成为理想的下一代非线性光学介质材料，在非线性光克尔器件(如：非线性光开关、非线性相位调制器等)、孤子效应、波长转化、光通信、光控光技术等方面具有重要应用前景.石墨烯非线性光学是全新的研究领域，本报告全面评述本领域的研究进展.
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