超快激光在科学研究和工业生产中具有重要的意义，饱和吸收体作为超快激光系统的关键元件之一，对激光的性能至关重要。常用的可饱和吸收体，如SESAM等，制备工艺较为复杂，制作成本较高。熔融石英（SiO₂）玻璃作为应用最广泛的光学材料之一，成本低，但是其非线性光学系数小，无法作为饱和吸收体使用。

近日，我院陈峰教授团队与南开大学、武汉大学、中国科学院上海光学精密机械研究所、天津电源研究所、日本国立材料研究所等单位合作，提出了一种新思路，即通过离子注入在熔融石英玻璃中合成准二维银纳米颗粒阵列，再通过操控纳米颗粒的间距，增强颗粒间相互作用，实现局域表面等离激元共振吸收峰的红移，继而增强熔融石英玻璃在近红外波段的非线性光学响应，使其能够作为可饱和吸收体应用于超快激光系统中；同时提出一种新的纳米颗粒阵列模型，分析非孤立纳米颗粒阵列中的相互作用机制，得到的模拟结果与实验结果相吻合；结合双温模型理论，解释了热动力学过程引起的非线性光学响应的不规则变化现象；最后在基于Nd:YVO4晶体波导的超快激光系统中，获得了重频为6.5GHz、脉宽为27ps的1微米波长调Q锁模激光输出，这为研发低成本的熔融石英基光子学器件提供了新的可能。该项工作以“Fused silica with embedded 2D-like Ag nanoparticle monolayer: Tunable saturable absorbers by interparticle spacing manipulation”为题，发表于光学领域主流期刊Laser & Photonics Reviews（影响因子9.056）(doi:10.1002/lpor.201900302)，并被选为内封面（Inside Front Cover）。论文的第一作者为物理学院2017级博士生李让，通讯作者为陈峰教授，山东大学为第一作者单位和通讯作者单位。

该项研究工作得到了国家自然科学基金重点项目、晶体材料国家重点实验室等的资助。