專利名稱：一種利用倏逝波耦合增益的微光纖環(huán)形結(jié)染料激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及微光學(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。
技術(shù)背景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 己經(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)容本實(shí)用新型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。本實(shí)用新型解決其技術(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。本實(shí)用新型具有的有益效果是本實(shí)用新型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是本實(shí)用新型的結(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)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型以第一根微光纖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浸入慘有增益介質(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 5 pm。所述的環(huán)形結(jié)激光器，其直徑為50 ^im 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。本實(shí)用新型的制備過程如下(l)首先用高溫拉伸法拉制單模光纖，制備出l-5pm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(jí)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(shí)將會(huì)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3.9 pm微光纖，在光學(xué)顯微鏡下制備 出350 (im直徑的環(huán)形結(jié)諧振腔，將該環(huán)形結(jié)諧振腔浸入5 mM/L若丹明6G染 料的乙二醇溶液中，然后輸入532 nm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是本實(shí)用新型的結(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570 nm， 580 nm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9.2 W/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(shí)，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(huì)在環(huán)形結(jié)諧振腔中發(fā)生共振，當(dāng)增益大約損耗時(shí)將會(huì)有激光輸出。上述具體實(shí)施方式
用來解釋說明本實(shí)用新型，而不是對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限 帝ij，在本實(shí)用新型的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型作出的任何 修改和改變，都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、 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，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，其特征在于所述的微光纖直徑為0.5 5 pm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的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，其特征在于所述的環(huán)形結(jié)激光器，其直徑為50pm 10mm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的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，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，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。
專利摘要本實(shí)用新型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。本實(shí)用新型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(hào)H01S3/20GK201038594SQ20072010927
公開日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2007年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月15日
發(fā)明者姜校順, 青 楊, 童利民 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)