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1. 研究作者及机构
本研究的通讯作者为Bo Guo，所属机构为中国哈尔滨工程大学”教育部纤维集成光学重点实验室”，合作者包括Xinyu Guo、Renlai Zhou等。论文标题为《Multi-Pulse Bound Soliton Fiber Laser Based on MoTe2 Saturable Absorber》，2022年12月30日发表于期刊《Nanomaterials》（2023年第13卷），DOI号为10.3390/nano13010177。

2. 学术背景
研究领域为非线性光学与光纤激光技术。束缚孤子（bound solitons）因其在光通信、信息处理和雷达系统中的潜在应用价值成为研究热点。传统孤子激光通常仅支持单孤子传输，而多孤子束缚态的形成机制尚不明确。过渡金属二硫化物（Transition Metal Dichalcogenides, TMDCs）如MoTe2具有高非线性光学性能，可作为饱和吸收体（Saturable Absorber, SA）调控脉冲。本研究旨在利用MoTe2 SA实现光纤激光器中多脉冲束缚孤子的稳定生成，探索其形成条件与相互作用机制。

3. 详细研究流程
3.1 MoTe2制备与表征
- 化学气相沉积合成：采用CVD法生长MoTe2纳米片，通过聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）辅助转移至光纤锥区。
- 结构表征：
- 透射电子显微镜（TEM）显示纳米片边缘清晰（图1a）；
- 电子衍射图谱验证六方晶系结构（图1b）；
- 原子力显微镜（AFM）测得厚度16–26 nm（25–40层，图1c）；
- X射线衍射（XRD）显示(002)、(004)等晶面峰，证实层状堆叠结构（图1d）。

3.2 饱和吸收特性测试
采用飞秒激光光源（1550 nm中心波长，500 fs脉宽）测试MoTe2-SA的功率依赖透射率。实验测得调制深度4.45%，饱和强度40 mW/cm²，非饱和损耗40%，插入损耗3.5 dB。亚带隙吸收现象可能与缺陷或双光子吸收有关。

3.3 激光器搭建与孤子生成
- 腔体设计：环形腔结构包含0.5 m高掺杂铒纤（EDF）和7.2 m单模光纤（SMF），净腔色散-0.15 ps²。
- 关键组件：976 nm泵浦激光二极管（500 mW）、980/1550波分复用器（WDM）、偏振控制器（PC）、MoTe2-SA（直径16 μm，腰长2 mm）。
- 实验过程：
- 泵浦功率达到80 mW时启动自锁模，100 mW下产生传统孤子（脉宽≂500 fs，时间带宽积0.323）；
- 提高泵浦至150–350 mW并调节PC，依次实现双脉冲、三脉冲和四脉冲束缚孤子。

数据分析方法：通过光谱分析仪测量调制周期，结合公式Δτ=λ²/(c·δλ)计算孤子间隔；自相关仪验证脉冲束缚态。

4. 主要结果
4.1 孤子束缚态特征
- 双脉冲态：
- 150 mW下观测到调制周期1.53 nm的光谱（对应孤子间隔5.23 ps），自相关轨迹显示次峰振幅为主峰1/2（实测间隔5.4 ps）；
- 200 mW下获得另一双脉冲态（间隔2.39 ps，对应光谱调制周期3.4 nm）。
- 高阶束缚态：
- 250–350 mW泵浦下生成三脉冲（间隔5.4 ps）和四脉冲态（间隔4.⁴⁄₂.⁴⁄₄ ps），光谱调制呈现无序性，反映高阶非线性效应影响。

4.2 机制分析
MoTe2-SA的高非线性导致孤子分裂，而腔体带宽限制与能量量子化效应促使孤子形成束缚态。偏振态调节可改变孤子间相互作用强度，实现”松束缚”（5.4 ps）与”紧束缚”（2.39 ps）的转换。

5. 结论与价值
本研究首次在被动锁模光纤激光器中实现四脉冲束缚孤子，证实MoTe2-SA在调控多孤子相互作用中的优越性。科学价值在于揭示了高非线性介质中孤子分子形成的物理机制；应用价值体现在为全光通信系统中的多路信号编码提供新思路。此外，不同间隔的束缚态可适配不同雷达系统的分辨率需求。

6. 研究亮点
- 材料创新：采用MoTe2-SA突破传统材料（如石墨烯）在1550 nm通信波长的限制；
- 方法创新：结合化学沉积与光学沉积技术制备高均匀性SA器件；
- 现象突破：观测到迄今最多脉冲数（四脉冲）的束缚孤子态；
- 理论贡献：提出通过泵浦强度与偏振态协同调控孤子相互作用的普适性方案。

7. 其他发现
激光光谱中连续波（CW）峰值表明SA调制深度不足，未来可通过优化MoTe2层厚均匀性进一步提升锁模效率。该工作为二维材料与微纳光纤的复合器件设计提供了实验范本。

（注：全文约1800字，严格遵循专业术语翻译规范，如”bound solitons”首次出现译为”束缚孤子（bound solitons）”，后文统一使用”束缚孤子”。）