激光作为20世纪最伟大的发明之一,自1960年问世以来,其相干性好、单色性佳、方向性好、亮度高等优点引起了人们的高度关注。随着激光技术的发展,高能量的纳秒激光在工业、科研、医学、军事等领域发挥着越来越重要的作用。激光的诞生可以说是光学史上的一次新的里程碑。全固态超快脉冲激光器因具有结构简单、稳定可靠、斜效率高、光束质量好、单脉冲能量高、脉冲宽度窄、峰值功率高等优点,更在各领域中有着重要的应用。调Q激光器的重复频率相对较低（几个到几百KHz）,因此同等功率下可以得到百倍或千倍于锁模的单脉冲能量。除此之外,现阶段的调Q激光器同样能够输出ps量级的短脉冲,这已经足够满足了激光加工、医疗以及军事等领域对脉宽的要求。同时,调Q激光器还具有成本低、结构简单紧凑、易校准光路等优势,避免了锁模激光器实用过程中稳定性差的缺陷。被动调Q激光器主要是利用可饱和吸收体的非线性吸收引起谐振腔能量突变,从而产生脉冲。与需要高电压射频驱动器的主动调Q激光器相比,被动调Q激光器的成本低、操作简单,而且结构简单更容易实现器件的微型化。近二十年来,人们广泛使用半导体可饱和吸收镜SESAM或金属离子掺杂晶体作为调制元件以实现激光器的超短脉冲输出。但是,由于SESAM或金属离子掺杂晶体固有的工艺复杂、造价高等缺点,科学家们正在积极地探索可以取代SESAM或金属离子掺杂晶体的新型可饱和吸收体。随着碳纳米管、石墨烯、拓扑体、过渡金属硫化物、黑磷等被作为新一代可饱和吸收体的相继研究,其与SESAM或金属离子掺杂晶体相比,这些新吸收体不仅制备简单、成本低廉,而且由于自身的带隙特征具有更宽的调制波段;除此之外,像石墨烯、过渡金属硫化物以及黑磷等吸收体还具有更强的非线性吸收特性,使它们在高能量窄脉宽的激光器中有很大潜力。但是,新型吸收体的制备方法还不够成熟,大部分吸收体是通过沉积或旋涂的方法将材料附着在腔镜表面或者石英基底上。这些二维材料无法均匀的形成大面积的膜层结构,并且自身散热存在障碍,加之没有相关的散热措施,当高能量激光照射在吸收体表面时,必定会出现一定程度上损坏,大大的影响了高功率激光的输出。我们采取一种简单有效,低成本的垂直生长法来制备单分子薄膜。这种垂直生长的技术一直被用于制备高度有序的单分子膜。在此基础上,薄膜的厚度在纳米级,可以很容易地控制。相比较于沉积或旋涂的方法,LB法制备的纳米材料在薄膜上上均匀分布。此外,与磁控管溅射技术和CVD技术不同,LB技术的膜环境只需要正常的温度和压力条件,避免了纳米材料和膜结构的破坏。因此,这项技术能够应用于纳米材料的物理性质的研究。本文采用简单的制备二维材料可饱和吸收体薄膜方法,分别运用于1.06μm和1.34μm波段的固体激光器中,成功产生被动调Q现象,由于二维材料可饱和吸收体器件在1.34μm波段激光器具有探索性,同时制备二维材料溶液作为可饱和吸收体产生被动调Q现象,同薄膜材料在固体激光器中产生的实验结果进行对比。本文研究内容包括以下几个方面:1.对于基于可饱和吸收体被动调Q固体激光器进行介绍,明晰实验内容关键与发展前景,阐明被动调Q技术的原理,介绍两种具有典型代表性的二维材料可饱和吸收体的物质结构及其独特的光电特性。2.对二维材料可饱和吸收体的制备方法进行介绍。调研固体激光器采用的可饱和吸收体种类以及制作方法,了解不同方法的制备机理和相应的优势与弊端,着重研究液相剥离法制备二维材料纳米片,和LB垂直提拉式制膜法对于二维材料薄膜进行光学基片的转移手段。3.利用LB法分别制备了基于GO和WS2的反射式二维材料可饱和吸收体器件,同时对于制备完成的可饱和吸收体器件进行表征。利用较低的成本和简便的方式,制备质量较高的薄膜材料,凸显出LB法制备二维材料可饱和吸收体薄膜的优势。4.对基于二维材料可饱和吸收体被动调Q固体激光器进行研究。将制备完成的反射式GO可饱和吸收体应用于1.06μm波段的固体激光器中,验证出反射式可饱和吸收体在固体激光器中应用的优势,得到目前同类可饱吸收体在固体被动调Q激光器实验中产生的最大输出功率。同时,为验证LB法制备的反射式可饱和吸收体的宽波带吸收性,制备基于WS2的反射式可饱和吸收体器件,在1.34μm的固体被动调Q激光器中首次成功应用。考虑到二维材料的溶液状可饱和吸收体器件在1.06μm波段中的应用,实验尝试制备WS2水溶液应用在1.34μm波段的固体激光器中产生被动调Q作用,获得最短脉宽55ns的脉冲激光,证实二维材料溶液可以作为可饱和吸收体在1.34μm波段的固体激光器中应用。5.对本论文工作的总结与展望。