專利名稱：利用倏逝波耦合增益的微光纖環(huán)形結(jié)染料激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微光學(xué)元件，尤其是涉及一種利用倏逝波耦合增益的微光纖環(huán)形結(jié)染料激光器。
背景技術(shù)：
微型激光器是一種重要的光電子器件，在光信息處理，以及生物、化學(xué)傳感等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。隨著光纖制備工藝的改進(jìn)，低損耗的微納光纖已經(jīng)被制備出來，并且已應(yīng)用于制作微納光子學(xué)器件，微光纖環(huán)形結(jié)諧振腔和稀土摻雜的微光纖環(huán)形結(jié)激光器已經(jīng)被證明。國際上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的利用倏逝波耦合增益的微型激光器主要包括球型和柱形結(jié)構(gòu)等。但這些結(jié)構(gòu)不夠穩(wěn)定，不利于光學(xué)集成，難以在實(shí)際中應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用倏逝波耦合增益的微光纖環(huán)形結(jié)染料激光器。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是以第一根微光纖制備成環(huán)形結(jié)諧振腔，環(huán)形結(jié)諧振腔的一端和單模光纖相連，環(huán)形結(jié)諧振腔的另一端與第二根微光纖耦合，將該環(huán)形結(jié)諧振腔浸入摻有增益介質(zhì)的溶液中，利用分布在微光纖表面的倏逝波激發(fā)增益介質(zhì)從而產(chǎn)生激光。
本發(fā)明具有的有益效果是本發(fā)明的利用倏逝波耦合增益的微光纖環(huán)形結(jié)染料激光器具有小型化、制備簡單、穩(wěn)定、易于集成等特性。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2是該激光器得到的激光特性圖；圖3是輸出激光功率隨泵浦光功率的變化關(guān)系。
圖中1、第一根微光纖，2、環(huán)形結(jié)諧振腔，3、摻有增益介質(zhì)的溶液，4、第二根微光纖，A、輸入端，B、輸出端。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明以第一根微光纖1制備成環(huán)形結(jié)諧振腔2，環(huán)形結(jié)諧振腔2的一端和單模光纖相連，環(huán)形結(jié)諧振腔2的另一端與第二根微光纖4耦合，將該環(huán)形結(jié)諧振腔2浸入摻有增益介質(zhì)的溶液3中，利用分布在微光纖表面的倏逝波激發(fā)增益介質(zhì)從而產(chǎn)生激光。
所述的微光纖直徑為0.5～5μm。所述的環(huán)形結(jié)激光器，其直徑為50μm～10mm。所述的環(huán)形結(jié)諧振腔為環(huán)形單結(jié)諧振腔。所述的摻有增益介質(zhì)為若丹明6G染料溶液、若丹明B染料溶液或者量子點(diǎn)溶液。
本發(fā)明的制備過程如下(1)首先用高溫拉伸法拉制單模光纖，制備出1-5μm的微光纖1；(2)利用兩根微光纖探針在光學(xué)顯微鏡下操縱微光纖，制備出直徑在毫米量級的環(huán)形結(jié)諧振腔2，環(huán)形結(jié)的一端和單模光纖相連，一端懸空；(3)利用微調(diào)架逐漸拉緊懸空端，改變環(huán)形結(jié)諧振腔2的直徑至需要的范圍；(4)將環(huán)形結(jié)諧振腔2浸入摻有增益介質(zhì)的溶液3中；(5)再制備一微光纖4，將其搭在環(huán)形結(jié)諧振腔2的一端，用以引出輸出激光；(6)將泵浦光從端口A輸入至環(huán)形結(jié)諧振腔2，并逐漸增加泵浦功率，當(dāng)泵浦光達(dá)到閾值時將會有激光從端口B輸出，繼續(xù)增加泵浦光將得到不同的輸出功率。
應(yīng)用舉例使用普通單模光纖高溫拉伸法制備出3.9μm微光纖，在光學(xué)顯微鏡下制備出350μm直徑的環(huán)形結(jié)諧振腔，將該環(huán)形結(jié)諧振腔浸入5mM/L若丹明6G染料的乙二醇溶液中，然后輸入532nm波長的泵浦光(脈寬6-ns，重復(fù)頻率10-Hz)，并不斷增加起輸入功率，測量輸出光的光學(xué)特性。圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2該激光器得到的激光特性，其中圖a，b分別是該激光器在570nm，580nm附近的激光光譜圖；圖3是輸出激光功率隨泵浦光功率的變化關(guān)系圖，可以看出其激光閾值大約為9.2μJ/pulse。
通過微光纖環(huán)形結(jié)泵浦光在環(huán)形結(jié)中的傳播時，由于光纖直徑較細(xì)，并且氧化硅和乙二醇溶液的折射率差較小，泵浦光的一部分能量將在微光纖的外面(即乙二醇染料溶液)以倏逝波的形式傳播，從而激發(fā)染料分子，產(chǎn)生熒光，產(chǎn)生的熒光將會在環(huán)形結(jié)諧振腔中發(fā)生共振，當(dāng)增益大約損耗時將會有激光輸出。
上述具體實(shí)施方式
用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.利用倏逝波耦合增益的微光纖環(huán)形結(jié)染料激光器，其特征在于以第一根微光纖(1)制備成環(huán)形結(jié)諧振腔(2)，環(huán)形結(jié)諧振腔(2)的一端和單模光纖相連，環(huán)形結(jié)諧振腔(2)的另一端與第二根微光纖(4)耦合，將該環(huán)形結(jié)諧振腔(2)浸入摻有增益介質(zhì)的溶液(3)中，利用分布在微光纖表面的倏逝波激發(fā)增益介質(zhì)從而產(chǎn)生激光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用倏逝波耦合增益的微光纖環(huán)形結(jié)染料激光器，其特征在于所述的微光纖直徑為0.5～5μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用倏逝波耦合增益的微光纖環(huán)形結(jié)染料激光器，其特征在于所述的環(huán)形結(jié)激光器，其直徑為50μm～10mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用倏逝波耦合增益的微光纖環(huán)形結(jié)染料激光器，其特征在于所述的環(huán)形結(jié)諧振腔為環(huán)形單結(jié)諧振腔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用倏逝波耦合增益的微光纖環(huán)形結(jié)染料激光器，其特征在于所述的摻有增益介質(zhì)為若丹明6G染料溶液、若丹明B染料溶液或者量子點(diǎn)溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用倏逝波耦合增益的微光纖環(huán)形結(jié)染料激光器。以第一根微光纖制備成環(huán)形結(jié)諧振腔，環(huán)形結(jié)諧振腔的一端和單模光纖相連，環(huán)形結(jié)諧振腔的另一端與第二根微光纖耦合，將該環(huán)形結(jié)諧振腔浸入摻有增益介質(zhì)的溶液中，利用分布在微光纖表面的倏逝波激發(fā)增益介質(zhì)從而產(chǎn)生激光。輸出的激光可以利用另一微光纖引出。本發(fā)明的激光器具有小型化、制備簡單、穩(wěn)定、易于集成等特性。
文檔編號H01S3/06GK101060230SQ200710068648
公開日2007年10月24日 申請日期2007年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月15日
發(fā)明者童利民, 姜校順, 楊青 申請人:浙江大學(xué)