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鑒于傳統(tǒng)的電子處理速度逐漸逼近物理極限，人們將越來越多的目光投向全光信號處理技術(shù)。在高速光通信和光計算領(lǐng)域，全光信號處理的呼聲極高。在眾多涉及全光信號處理的技術(shù)當(dāng)中，全光調(diào)制和全光整形是不可或缺的。前者本質(zhì)上就是用一束光來控制另外一束光的開、關(guān)狀態(tài)，藉此能夠極大地擺脫傳統(tǒng)電控制光的窘境。后者則是對光信號進(jìn)行整形，通過改進(jìn)光信號脈沖的形狀、抑制噪聲水平，從而提高信號質(zhì)量。全光整形避免了傳統(tǒng)上先把光轉(zhuǎn)換成電信號、電閾整形、再轉(zhuǎn)換至光信號這一繁瑣過程。作為克服傳統(tǒng)電子信號處理瓶頸的有效手段，全光信號處理亟需先進(jìn)的非線性光學(xué)材料與器件支撐。新型二維材料以其所具備的優(yōu)異非線性光學(xué)效應(yīng)（飽和吸收效應(yīng)和光克爾效應(yīng)），被廣泛應(yīng)用于全光開關(guān)、波長轉(zhuǎn)換、放大器和激光器、光通信信號處理、非線性光學(xué)光譜檢測等多個領(lǐng)域。黑磷，一種新型的層狀結(jié)構(gòu)材料，甫一加入到二維材料家族中，便引起了研究者的廣泛關(guān)注。黑磷的結(jié)構(gòu)與石墨烯的片層狀結(jié)構(gòu)相似。但與石墨烯具有零帶隙不同，二維黑磷材料具有 0.3-2 eV 可調(diào)節(jié)的直接帶隙能帶結(jié)構(gòu)。此外，黑磷還有媲美于硅的高遷移率，并且其光電性質(zhì)具有面內(nèi)各向異性。上述特征使得黑磷在射頻器件、邏輯晶體管、紅外光調(diào)制器、偏振器等應(yīng)用中表現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢。
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