專利名稱:斯塔克啁啾絕熱跟隨量子點(diǎn)雙穩(wěn)態(tài)器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種斯塔克啁啾絕熱跟隨量子點(diǎn)雙穩(wěn)態(tài)器件。主要用來(lái)按照可控制方式發(fā)生非線性變化的光學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
已有技術(shù)中托什嗎灑(Toshimass Fujisawa)等人在“量子點(diǎn)在庫(kù)侖封鎖區(qū)內(nèi)瞬流光譜研究”(Transient current spectroscopy of aquantum dot in the Coulomb blockade regime)中研究了在量子點(diǎn)中產(chǎn)生光譜的能級(jí)機(jī)理，自旋特性等；來(lái)溫(Levon V.Asryan)等人在“超高溫的隧道射入量子點(diǎn)激光器”(Tunneling-Injection Quantum-DotLaserUltrahigh Temperature Stability)文中論述了高溫環(huán)境下量子點(diǎn)激光器的能帶結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有斯塔克啁啾絕熱跟隨量子點(diǎn)雙穩(wěn)態(tài)器件，利用斯塔克脈沖和泵浦脈沖部分重疊和延遲激發(fā)工作介質(zhì)量子點(diǎn)產(chǎn)生斯塔克能級(jí)移動(dòng)而形成相干疊加態(tài)，用適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件控制工作介質(zhì)量子點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)器件。該裝置應(yīng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易操作和實(shí)現(xiàn)凈粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的特點(diǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種斯塔克啁啾絕熱跟隨量子點(diǎn)雙穩(wěn)態(tài)器件，其特征在于該裝置依光傳播方向?yàn)樾蛞来伟}沖鎖相控制裝置、光纖、介質(zhì)腔、量子點(diǎn)工作介質(zhì)和光纖，該脈沖鎖相控制裝置還有電源；
所述的脈沖鎖相控制裝置是由光學(xué)元件和電子元件組成的光電系統(tǒng)、或是光纖和電子元件組成的光電系統(tǒng)。
所述的光纖是玻璃材料，或是石英材料制成的光纖。
所述的介質(zhì)腔是將介質(zhì)置于環(huán)形腔內(nèi)的光路上構(gòu)成，或是將介質(zhì)置于F-P法布利——珀羅標(biāo)準(zhǔn)具中的光路上構(gòu)成。
所述的量子點(diǎn)工作介質(zhì)的構(gòu)成包括量子點(diǎn)基底上的量子點(diǎn)襯底，和在量子點(diǎn)襯底上鑲嵌的量子點(diǎn)，所述的量子點(diǎn)的形狀可為半球形、球形、金字塔形、拋物面形、或立方體形。
本發(fā)明的斯塔克啁啾絕熱跟隨量子點(diǎn)雙穩(wěn)態(tài)器件的優(yōu)點(diǎn)1、斯塔克啁啾光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)快速開(kāi)關(guān)工作介質(zhì)量子點(diǎn)可設(shè)計(jì)形狀及選用的材料較多；2、粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的效率高；3、可用于集成光學(xué)系統(tǒng)和工程光學(xué)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)器件的種類多；4、整個(gè)裝置全部固化，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易操作。



圖1是本發(fā)明斯塔克啁啾絕熱跟隨量子點(diǎn)雙穩(wěn)態(tài)器件最佳實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明斯塔克啁啾絕熱跟隨量子點(diǎn)雙穩(wěn)態(tài)器件中量子點(diǎn)AA剖視圖。
圖3是本發(fā)明斯塔克啁啾絕熱跟隨量子點(diǎn)雙穩(wěn)態(tài)器件實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)的磁滯回線圖。
圖中1-電源 2-脈沖鎖相控制裝置 3-光纖4-介質(zhì)腔中的全反射平面反射鏡 5-量子點(diǎn)工作介質(zhì)
501-量子點(diǎn)基底 502-量子點(diǎn)襯底 503-量子點(diǎn)6-介質(zhì)腔中的透射4％光的平面反射鏡 7-光纖具體實(shí)施方式
先請(qǐng)參閱圖1，圖1是本發(fā)明斯塔克啁啾絕熱跟隨量子點(diǎn)雙穩(wěn)態(tài)器件最佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可見(jiàn)，本發(fā)明斯塔克啁啾絕熱跟隨量子點(diǎn)雙穩(wěn)態(tài)器件，包括，最核心的元件為量子點(diǎn)工作介質(zhì)5，脈沖鎖相控制裝置2、光纖3和7，量子點(diǎn)工作介質(zhì)5置于介質(zhì)腔中的全反射平面反射鏡4和介質(zhì)腔中的透射4％光的平面反射鏡6之間。光纖3連接脈沖鎖相控制裝置2和介質(zhì)腔中的全反射平面反射鏡4，光纖7連接介質(zhì)腔中的透射4％的平面反射鏡6輸出端的光。
所說(shuō)的電源1是智能控件電源。
所說(shuō)的脈沖鎖相控制裝置2可控制同一激光器發(fā)出的分束光脈沖鎖相，也可控制兩獨(dú)立激光器發(fā)出的光脈沖鎖相，泵浦光脈沖Ip和斯塔克光脈沖Is入射到脈沖鎖相控制裝置2上，由脈沖鎖相控制裝置2調(diào)整塔克光脈沖I s超前泵浦光脈沖Ip約30％至70％脈寬，同時(shí)保證兩個(gè)脈沖之間有20％至80％的重疊。部分重疊的兩個(gè)脈沖光同時(shí)入射到光纖3內(nèi)，經(jīng)光纖3傳輸通過(guò)介質(zhì)腔中的全反射平面反射鏡4進(jìn)入量子點(diǎn)工作介質(zhì)5中，光束在介質(zhì)腔中的透射4％光的平面反射鏡6和介質(zhì)腔中的全反射平面反射鏡4之間經(jīng)量子點(diǎn)工作介質(zhì)5往返傳輸，實(shí)現(xiàn)光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)的兩束光由光纖7接收后傳送出去。
所說(shuō)的介質(zhì)腔中的全反射平面反射鏡4是一鍍?nèi)瓷淠さ钠矫骁R。
所說(shuō)的介質(zhì)腔中的透射4％光的平面反射鏡是鍍4％透96％反射膜的面鏡。
所說(shuō)的光纖3和7是是玻璃材料，或是石英材料制成的光纖。
所說(shuō)的量子工作介質(zhì)5由量子點(diǎn)503、量子點(diǎn)襯底502上和量子點(diǎn)基底501構(gòu)成。量子點(diǎn)503的形狀可以是半球形，球形，金字塔形，拋物面形，或立方體形，該量子點(diǎn)503鑲嵌在量子點(diǎn)襯底502上，量子點(diǎn)襯底502置于量子點(diǎn)基底501上。
所說(shuō)的量子點(diǎn)503的材料是半導(dǎo)體材料，或是金屬。
所說(shuō)的量子點(diǎn)襯底502是由半導(dǎo)體材料，或是金屬材料構(gòu)成的。
所說(shuō)的量子點(diǎn)基底501是由玻璃，或是非金屬材料構(gòu)成的。
本發(fā)明斯塔克啁啾絕熱跟隨量子點(diǎn)雙穩(wěn)態(tài)器件的工作過(guò)程是當(dāng)脈沖鎖相控制裝置2控制斯塔克光脈沖Is和泵浦光脈沖Ip鎖相后，泵浦光脈沖Ip向后延遲30％或至70％與斯塔克光脈沖Is同軸重疊20％或至80％由光纖3傳輸?shù)浇橘|(zhì)腔中的全反射射鏡4內(nèi)再進(jìn)入量子點(diǎn)工作介質(zhì)5內(nèi)，量子點(diǎn)工作介質(zhì)5中量子點(diǎn)503中的電子從基態(tài)能級(jí)被激發(fā)到斯塔克啁啾能級(jí)上之后入射到透射率為4％的平面鏡反射鏡6上，96％的光脈沖反射經(jīng)量子點(diǎn)工作介質(zhì)5到介質(zhì)腔中的全反射平面鏡4之后往返反射，反射的光脈沖又回到介質(zhì)腔中的透射率為4％的平面反射鏡6上，泵浦光脈沖Ip向后延遲30％或至70％與斯塔克光脈沖Is同軸重疊20％或至80％入射到量子點(diǎn)工作介質(zhì)5內(nèi)，將基態(tài)電子全部激發(fā)到斯塔克啁啾能級(jí)上，由非線性耦合效應(yīng)形成相干疊加態(tài)，96％的光強(qiáng)度在腔內(nèi)循環(huán)，并且實(shí)現(xiàn)光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)，從介質(zhì)腔出射的光脈沖可在光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)的兩個(gè)態(tài)之間切換，其出射的光脈沖由光纖7輸出。
在圖1所示的裝置中，輸入斯塔克光脈沖Is為800nm，泵浦光脈沖Ip為532nm，脈沖寬度為200ps，脈沖鎖相控制裝置2控制在兩光脈沖有50％的重疊，斯塔克光脈沖超前50％脈寬。量子點(diǎn)工作介質(zhì)為砷化鎵，量子點(diǎn)形狀為半球形，排列成方陣，量子點(diǎn)間距為200nm，量子點(diǎn)直徑為100nm。實(shí)現(xiàn)光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)的磁滯回線圖如圖3所示，輸入Is＝35μJ，輸出光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)的兩個(gè)對(duì)應(yīng)輸出B為2μJ和B′為33μJ。
權(quán)利要求
1.一種斯塔克啁啾絕熱跟隨量子點(diǎn)雙穩(wěn)態(tài)器件，其特征在于該裝置依光傳播方向?yàn)樾蛞来伟}沖鎖相控制裝置(2)、光纖(3)、介質(zhì)腔(4，6)、量子點(diǎn)工作介質(zhì)(5)和光纖(7)，該脈沖鎖相控制裝置(2)還有電源(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的斯塔克啁啾絕熱跟隨量子點(diǎn)雙穩(wěn)態(tài)器件，其特征在于所述的脈沖鎖相控制裝置(2)是由光學(xué)元件和電子元件組成的光電系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的斯塔克啁啾絕熱跟隨量子點(diǎn)雙穩(wěn)態(tài)器件，其特征在于所述的光纖是玻璃材料，或是石英材料制成的光纖。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的斯塔克啁啾絕熱跟隨量子點(diǎn)雙穩(wěn)態(tài)器件，其特征在于所述的介質(zhì)腔是將介質(zhì)置于環(huán)形腔內(nèi)的光路上構(gòu)成，或是將介質(zhì)置于F-P法布利——珀羅標(biāo)準(zhǔn)具中的光路上構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的斯塔克啁啾絕熱跟隨量子點(diǎn)雙穩(wěn)態(tài)器件，其特征在于所述的量子點(diǎn)工作介質(zhì)(5)的構(gòu)成包括量子點(diǎn)基底(501)上的量子點(diǎn)襯底(502)和在量子點(diǎn)襯底(502)上鑲嵌的量子點(diǎn)(503)，所述的量子點(diǎn)(503)的形狀可為半球形、球形、金字塔形、拋物面形、或立方體形。
專利摘要
一種斯塔克啁啾絕熱跟隨量子點(diǎn)雙穩(wěn)態(tài)器件，其特征在于該裝置依光傳播方向?yàn)樾蛞来伟}沖鎖相控制裝置、光纖、介質(zhì)腔、量子點(diǎn)工作介質(zhì)和光纖，該脈沖鎖相控制裝置還有電源；所述的量子點(diǎn)工作介質(zhì)的構(gòu)成包括量子點(diǎn)基底上的量子點(diǎn)襯底和在量子點(diǎn)襯底上鑲嵌的量子點(diǎn)，所述的量子點(diǎn)的形狀可為半球形、球形、金字塔形、拋物面形、或立方體形。本發(fā)明裝置可獲得雙穩(wěn)態(tài)光脈沖輸出。
文檔編號(hào)G02F1/01GKCN1219232SQ03142106
公開(kāi)日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2003年8月8日
發(fā)明者金石琦, 龔尚慶 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan