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鑒于傳統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。在高速光通信和光計算領域，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當中，全光調制和全光整形是不可或缺的。前者本質上就是用一束光來控制另外一束光的開、關狀態，藉此能夠極大地擺脫傳統電控制光的窘境。后者則是對光信號進行整形，通過改進光信號脈沖的形狀、抑制噪聲水平，從而提高信號質量。全光整形避免了傳統上先把光轉換成電信號、電閾整形、再轉換至光信號這一繁瑣過程。作為克服傳統電子信號處理瓶頸的有效手段，全光信號處理亟需先進的非線性光學材料與器件支撐。新型二維材料以其所具備的優異非線性光學效應（飽和吸收效應和光克爾效應），被廣泛應用于全光開關、波長轉換、放大器和激光器、光通信信號處理、非線性光學光譜檢測等多個領域。黑磷，一種新型的層狀結構材料，甫一加入到二維材料家族中，便引起了研究者的廣泛關注。黑磷的結構與石墨烯的片層狀結構相似。但與石墨烯具有零帶隙不同，二維黑磷材料具有 0.3-2 eV 可調節的直接帶隙能帶結構。此外，黑磷還有媲美于硅的高遷移率，并且其光電性質具有面內各向異性。上述特征使得黑磷在射頻器件、邏輯晶體管、紅外光調制器、偏振器等應用中表現出獨特的優勢。
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