二维材料具有的可饱和吸收特性使其在新兴的超快固态激光器中得到了广泛应用，但其恒定的吸收状态使激光器的输出性能难以调控。因此，采用等离子体增强化学气相沉积法在玻璃基底上制备了少层石墨烯（Gr）薄膜，经喷墨打印、镀膜、烘干等流程制备了Gr可饱和吸收体（Gr-SA）器件。利用拉曼光谱仪和分光光度计对Gr-SA器件进行系统的光学表征分析，并采用平衡同步双探测器系统测量了Gr-SA的非线性传输特性。结果表明，Gr-SA器件具有电压可控的非线性吸收特性。将Gr-SA器件应用于Nd∶YVO₄全固态激光器系统中，可实现1064.1 nm波长的稳定调Q输出。保持抽运光功率不变，通过改变栅极电压，可实现脉冲宽度从900 ns到395 ns可调控的激光输出，相应的重复频率从62 kHz提高到158 kHz。

以二硫化钼(MoS2)为代表的新型“类石墨烯”二维材料具有带隙可调、调制深度高、宽带可饱和吸收等优点, 在超快脉冲激光器中获得了广泛应用。采用锂离子-插层法制备MoS2纳米片溶液, 通过超声、离心、旋涂、干燥等工艺制作了高质量MoS2可饱和吸收体(SA)。利用拉曼光谱和原子力显微镜等方法对制备的MoS2薄膜进行了表征, 结果表明, 该MoS2薄膜为少层结构(2~3层)且具有良好的均匀性。将该MoS2 SA置于W型全固态激光器系统中, 实现了1063.9 nm稳定的被动锁模运转。实验中, 当吸收抽运功率达到6.86 W时, 脉冲平均输出功率为894 mW, 单脉冲能量及峰值功率分别为10.28 nJ和2.056 kW, 锁模脉冲宽度为5 ps。

提出了一种新型的基于PPLN晶体的多波长中红外差频产生(DFG)光源的设计方案。针对1060 nm和1550 nm两个波段的基频光源组合，采用晶体的分段温度控制技术获得了具有多峰结构的抽运光/闲频光准相位匹配(QPM)调谐曲线。通过改变分段晶体的温度调控抽运光QPM峰的位置，实现中红外多波长DFG光源的调谐输出。理论研究结果显示当PPLN晶体分成长度相等的两个温度控制段，且信号光波长设定为1.58 \mm，分段晶体区间的温度分别设定为20 ℃和60 ℃时，抽运光波长区域存在4个QPM峰，对应的中红外闲频光QPM峰的中心波长分别位于2.95，3.03，3.75，3.83 μm处。当分段晶体区间的温度改变为50 ℃和90 ℃时，相应中红外闲频光QPM峰分别平移至3.01，3.11，3.67，3.77 μm处。该研究结果可为设计和研制多波长宽调谐中红外DFG光源提供参考。