專利名稱：一種耦合微腔紫外單頻微流激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于激光技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耦合微腔紫外單頻微流激光器。
背景技術(shù)：
對于波長小于400nm的大部分紫光對人眼來說是不可見的，我們稱之為紫外光。由于紫外光的能量很高，能夠破外化學(xué)鍵，使分子不尋常的具有高反應(yīng)性，或使分子被粒子化，因此紫外激光器在生物醫(yī)學(xué)和微細(xì)加工領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。這個波段的激光器可為化學(xué)、物理、信息、資源環(huán)境、生命科學(xué)等領(lǐng)域提供全新的研究手段，對科研活動將起到革命性的推動作用。因此尋求便攜式高功率的窄帶單頻深紫外激光器一直是人們不懈追求的目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)單頻激射的方法有很多種，短腔法、分布反饋(DFB)選模、光子晶體缺陷腔以及復(fù)合腔選模等。隨著波長的不斷縮短，和復(fù)合腔選模相比，前幾種方式不但限制了激光輸出功率和閾值電流，還對制備工藝提出了新的挑戰(zhàn)。因此利用大尺寸的耦合微腔實(shí)現(xiàn)高功率窄 線寬單頻出射不需要復(fù)雜的制備工藝是一個不錯的選擇。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種結(jié)構(gòu)緊湊、制作容差大、制作工藝簡單的耦合微腔紫外單頻微流激光器。本發(fā)明提出的耦合微腔紫外單頻微流激光器，采用復(fù)合腔選模方案設(shè)計(jì)新的紫外單頻激光器結(jié)構(gòu)，由如下部分依次組合構(gòu)成一個實(shí)心微柱，一個微管，微管內(nèi)容納有紫外增益介質(zhì)，如圖I所示。傳感器橫截面的結(jié)構(gòu)從上到下如圖2所示一個實(shí)心微柱，一個微管和紫外增益介質(zhì)。微管兩端與軟管相連用于紫外增益介質(zhì)的流通。本發(fā)明原理如下首先，兩個光學(xué)參數(shù)(例如折射率，直徑，壁厚)不同的回音壁模式微腔，其各自的自由光譜范圍是不同的。當(dāng)二者在空間中相互靠近，諧振頻率相近且空間模場分布有重疊的耦合腔模損耗最低，導(dǎo)致耦合腔的共振譜包絡(luò)會產(chǎn)生大周期的調(diào)制。由于激光增益介質(zhì)(紫外染料溶液。)本身有一定的增益帶寬，當(dāng)調(diào)制周期大于激光介質(zhì)的增益帶寬時(shí)，在適當(dāng)?shù)谋闷帜芰肯庐a(chǎn)生單頻激光出射。
本發(fā)明中，實(shí)心微柱的直徑在50-200 μ m之間，材料一般為石英玻璃，為與實(shí)心微柱的模式相調(diào)制形成復(fù)合腔選模，微管與微柱的尺寸可以略有差別，但范圍也在50-200μπι之間，材料一般也為石英玻璃，其兩端與軟管相連用于紫外激光染料的流通。


圖I是耦合微腔紫外單頻微流激光器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是耦合微腔紫外單頻微流激光器橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是回音壁模式的徑向電場強(qiáng)度分布圖。圖4是單頻光譜。圖5是耦合腔的回音壁模式激光閾值曲線。
圖6是紫外單頻耦合腔的輸出激光波長和功率隨時(shí)間變化。圖中標(biāo)號1.實(shí)心微柱，2.微管，3.紫外染料溶液。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)例進(jìn)一步描述本發(fā)明
實(shí)施例利用該耦合微腔紫外單頻微流激光器激發(fā)得到的紫外單頻激光。I.樣品的橫截面尺寸石英微管外徑0=140 μ m,管壁厚度為Γ=2 μ m,商用光纖直徑為 ^=125 μ m。2.將濃度為0.00現(xiàn)的紫外激光染料0)390的二甲基亞砜(01^0，折射率是/7,=1. 474,/7=1. 501i385nm)，以10 μ I/分鐘的速度通過石英管。
3.在此結(jié)構(gòu)參數(shù)下的角量子數(shù)是1580，徑向量子數(shù)是8的回音壁模式的徑向電場強(qiáng)度分布如圖3所示。4.用532nm的鎖模激光泵浦(脈沖寬度30Ps，重復(fù)頻率IOHz)，將出射光通過多模光纖收集導(dǎo)入光譜儀，在泵浦功率密度為7. 9μ J/mm2測得的光譜圖如圖4所示。測量的激光閾值曲線如圖5，紫外單頻耦合腔的輸出激光波長和功率隨時(shí)間變化如圖6。
權(quán)利要求
1 一種耦合微腔紫外單頻微流激光器，其特征在于由如下部分依次組合構(gòu)成一個實(shí)心微柱，一個微管，微管內(nèi)容納有紫外增益介質(zhì)，；微管兩端與軟管相連用于紫外增益介質(zhì)的流通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的耦合微腔紫外單頻微流激光器，其特征在于實(shí)心微柱尺寸在50-200 μ m 之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的耦合微腔紫外單頻微流激光器，其特征在于微管直徑在50-200 μ m 之間，壁厚為 O. 5-5 μ m?！ぁ?br> 全文摘要
本發(fā)明屬于激光技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種耦合微腔紫外單頻微流激光器。本發(fā)明公開了一種耦合微腔紫外單頻微流激光器，本器件適合激光領(lǐng)域制作結(jié)構(gòu)簡單的單頻紫外激光器，分別由一個內(nèi)通增益介質(zhì)的微管和一個微柱組成，根據(jù)復(fù)合腔選模的原理，當(dāng)兩個尺寸不同的圓形微腔進(jìn)行耦合形成耦合腔系統(tǒng)，自由光譜范圍被擴(kuò)展(即游標(biāo)效應(yīng))，在最低的閾值實(shí)現(xiàn)單頻激射，為解決紫外波段高反射率DBR反射鏡和光柵需要較高工藝水平提供了一個簡單有效的途徑。
文檔編號H01S3/213GK102882119SQ20121037328
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者涂鑫, 吳翔, 李明, 徐雷, 劉麗英 申請人:復(fù)旦大學(xué)