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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

石墨烯具有强度高、透光率好、导电导热强等优异特性，在光谱学、医疗、遥感、军事等领域都有重要的应用价值和前景。它是一种二维蜂窝状晶格结构的新型碳质材料，其结构可看作被剥离的单原子层石墨，厚度只有0.3354nm，是世上最薄也是最坚硬的纳米材料。氧化石墨烯(go)是采用化学还原法制备石墨烯的中间产物，其结构与石墨烯大体相同，在其二维表面上有大量的官能团，如羧基、羟基、环氧基，易于和有机物结合反应，有较好的亲水性。然而，氧化石墨烯在制备过程中，往往由于石墨层的结构破坏较为严重，制成的基片存在较多缺陷，无法达到预期效果。因此，如何制备特性良好的氧化石墨烯可饱和吸收体已成为人们目前关注和研究的热点问题。

本课题主要研究氧化石墨烯(go)的制备以及在其光学方面的应用。通过本文研究，将氧化石墨烯可饱和吸收体应用于全固态1064nm激光器中，并得到调q脉冲，为氧化石墨烯在光学激光器中的应用提供一定的实验依据。

国内外研究现状

2009年，德国的科研人员通过理论计算和泵浦-探测实验，发现了石墨烯具有超快的载流子动力学响应，带间跃迁弛豫时间为0.41.7ps，带内载流子散射和复合弛豫时间为70120 fs，证明了石墨烯优异的光电子特性。同年，南洋理工大学的研究人员首次证明了原子层级的石墨烯可作为饱和吸收体，并在掺铒的光纤激光器得到了756 fs 锁模的激光脉冲。2011年，韩国亚洲大学的研究人员，研究了石墨烯调制的1.25μm 附近波段的激光锁模，得到了91 fs、107 mw的激光输出。我国对石墨烯相关领域也进行了大量的探索，如中科院、中国电科及部分高等院校等，包括石墨烯的理论研究、材料制备、测试以及器件制作。2012年，上海交通大学研究了石墨烯调制的2μm 附近波段的激光锁模，得到了729 fs、60.2 mw 的激光输出。中科院物理研究所王恩哥等采用剥离-再嵌入-扩张的方法成功地制备了高质量石墨烯。电学测量表明，其所制备的石墨烯在室温和低温下都具有高的电导，比通常用还原氧化石墨方法获得的石墨烯的电导高2个数量级。中国科学院化学所以石墨烯这一特性探索了一种以图案化的金属层作为催化剂制备图案化石墨烯的方法，并成功地将其应用于有机场效应晶体管，为有机场效应晶体管和石墨烯的发展奠定了良好的基础。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室的高鸿钧研究组成功制备了毫米级高度有序的、连续的、单晶的石墨烯，其方法主要是通过优化生长条件获得了理想的毫米级外延石墨烯二维单晶材料，并以详尽的实验与理论研究对此进行了证实。

2. 研究的基本内容

探索氧化石墨烯的制备方法，制做氧化石墨烯可饱和吸收体。运用拉曼光谱和Scanning electron microscope（SEM）等方法对其进行表征，研究分析表征结果，并将可饱和吸收体应用于全固态1064nm激光器中，测得预期的调Q脉冲，为氧化石墨烯在光学激光器中的实验应用奠定基础。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

第1周初步分析课题，搜集相关资料;

第2周设计研究实验总体方案;

4. 参考文献

【1】许士才. 石墨烯的制备、表征及光电性质应用研究[d]. 山东师范大学, 2014.

【2】jijun bi, zhaozheng wang, yiping cui, et al. a new type of graphene oxide and its application in laser devices[j]. optical materials, 2017, 66:277-280.

【3】ferrari a c, meyer j c, scardaci v, et al. raman spectrum of graphene and graphene layers.[j]. physical review letters, 2006, 97(18):187401.