二维材料悬浮液非线性光学限幅性能优化及机理研究 中文标题

本研究针对非线性光学限幅（NOL）悬浮液中溶质与溶剂优化选择的难题，系统设计了12种二维材料新型悬浮液，通过实验发现MoS2-CS2体系具有最显著的光限幅效应（透射率从80.9%降至22.9%），揭示了非线性散射主导的作用机制，为二维材料在光限幅器件中的应用提供了重要指导。

　　

在非线性光学研究领域中，如何选择适宜的溶质与溶剂以优化二维材料悬浮液的非线性光学限幅（Nonlinear Optical Limiting, NOL）性能仍存在重大挑战。本研究通过选取三种典型溶质——石墨烯、二硫化钼（MoS₂）和二硫化钨（WS₂），分别与四种溶剂（蒸馏水、乙醇、二硫化碳（CS₂）及四氯化碳（CCl₄））进行组合，系统性构建了十二种新型悬浮液体系。其中，蒸馏水与乙醇是NOL研究常用溶剂，而CS₂和CCl₄则因其低沸点与适宜表面张力等优势特性被特意选用。

实验结果显示，二硫化钼-二硫化碳（MoS₂–CS₂）悬浮液表现出最为显著的光限幅效应，其透射率在高强度光照下由低强度时的80.9%大幅下降至22.9%。此外，以蒸馏水与乙醇为溶剂的体系具有较低限幅阈值，而使用CS₂与CCl₄的体系则展现出更高损伤阈值。在机制层面，这些悬浮液的NOL效应同时源于非线性散射与非线性吸收，其中非线性散射为主导过程。本研究说明通过合理选择溶质与溶剂可有效调控悬浮液性能，为二维材料在光电器件与激光防护中的应用提供了重要参考。