我院广东省高等学校物质结构与相互作用基础研究卓越中心、广东省量子调控工程与材料重点实验室周旭副研究员与中国人民大学刘灿教授，北京大学刘忠范院士和刘开辉教授合作，在全光纤二维材料光纤相位延迟器研究方面取得重要进展，首次实现了二维MoS2材料在光子晶体光纤中的非对称孔位的CVD生长制备，并以此构建了高性能全光纤相位延迟器。该研究成果以“2D Molybdenum Disulfide Embedded Photonic Crystal Fiber for all-Fiber Phase Retarder”为题，于2025年8月22日在线发表在高水平国际科研期刊《Advanced Materials》上。论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202504464

将二维材料集成进光纤系统，有望实现具有偏振调控、模式转换、传感等多功能的全光纤器件。然而，传统的化学气相沉积法在光纤微结构中通常形成各向同性的材料分布，难以满足偏振敏感应用（如相位延迟器）对双折射光纤器件的需求。

在本研究中，合作团队提出了一种选择性孔位的化学气相沉积方法，实现了二维MoS₂在光子晶体光纤特定微孔内的非对称精准生长。通过预沉积Mo源并控制硫蒸汽的扩散路径，成功在光纤中心一排微孔内生长出单层MoS₂，长度超过10厘米。理论模拟与实验结果表明，MoS₂的高折射率有效打破了光纤原有的圆对称结构，引入了约2.2×10⁻⁵的双折射，对应的拍长仅约7.7厘米。该MoS₂-光纤相位延迟器可在25–200°C范围内保持极小的相位漂移（±3°），比商用保偏光纤稳定两个数量级，且在户外暴晒、高湿（>90% RH）及大形变（弯曲半径5 cm）等严苛条件下仍表现出优异的稳定性。

我校甘家杰和彭建涛硕士生、中国人民大学的钟叮博士以及北京大学的薛国栋博士为论文共同第一作者，我校周旭副研究员、中国人民大学刘灿教授、北京大学刘忠范院士和刘开辉教授为共同通讯作者，中国人民大学和华南师范大学为第一单位。周旭副研究员是我校2020年引进的青年拔尖人才，主要从事低维材料的光谱物理与器件，以及二维材料光纤物理与器件研究，近年来以通讯/共同通讯作者和第一作/共一作者在Nature Photonics、Nature Communications、Advanced Materials、Light: Science & Applications等国际顶级期刊发表论文多篇。该研究得到了国家自然科学基金支持。

图一：MoS₂-PCF相位延迟器的示意图以及温度稳定性的实验数据图。