專利名稱：一種耦合微腔紫外單頻微流激光器的制作方法
技術領域：
本發明屬于激光技術領域，具體涉及一種耦合微腔紫外單頻微流激光器。
背景技術：
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，能夠破外化學鍵，使分子不尋常的具有高反應性，或使分子被粒子化，因此紫外激光器在生物醫學和微細加工領域有廣泛的應用。這個波段的激光器可為化學、物理、信息、資源環境、生命科學等領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。實現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合腔選模等。隨著波長的不斷縮短，和復合腔選模相比，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。因此利用大尺寸的耦合微腔實現高功率窄 線寬單頻出射不需要復雜的制備工藝是一個不錯的選擇。

發明內容
本發明的目的在于提出一種結構緊湊、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。本發明提出的耦合微腔紫外單頻微流激光器，采用復合腔選模方案設計新的紫外單頻激光器結構，由如下部分依次組合構成一個實心微柱，一個微管，微管內容納有紫外增益介質，如圖I所示。傳感器橫截面的結構從上到下如圖2所示一個實心微柱，一個微管和紫外增益介質。微管兩端與軟管相連用于紫外增益介質的流通。本發明原理如下首先，兩個光學參數(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，導致耦合腔的共振譜包絡會產生大周期的調制。由于激光增益介質(紫外染料溶液。)本身有一定的增益帶寬，當調制周期大于激光介質的增益帶寬時，在適當的泵浦能量下產生單頻激光出射。
本發明中，實心微柱的直徑在50-200 μ m之間，材料一般為石英玻璃，為與實心微柱的模式相調制形成復合腔選模，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構示意圖。圖2是耦合微腔紫外單頻微流激光器橫截面結構示意圖。圖3是回音壁模式的徑向電場強度分布圖。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間變化。圖中標號1.實心微柱，2.微管，3.紫外染料溶液。
具體實施例方式下面通過具體實例進一步描述本發明
實施例利用該耦合微腔紫外單頻微流激光器激發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.在此結構參數下的角量子數是1580，徑向量子數是8的回音壁模式的徑向電場強度分布如圖3所示。4.用532nm的鎖模激光泵浦(脈沖寬度30Ps，重復頻率IOHz)，將出射光通過多模光纖收集導入光譜儀，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間變化如圖6。
權利要求
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成一個實心微柱，一個微管，微管內容納有紫外增益介質，；微管兩端與軟管相連用于紫外增益介質的流通。
2.根據權利要求I所述的耦合微腔紫外單頻微流激光器，其特征在于實心微柱尺寸在50-200 μ m 之間。
3.根據權利要求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。··
全文摘要
本發明屬于激光技術領域，具體為一種耦合微腔紫外單頻微流激光器。本發明公開了一種耦合微腔紫外單頻微流激光器，本器件適合激光領域制作結構簡單的單頻紫外激光器，分別由一個內通增益介質的微管和一個微柱組成，根據復合腔選模的原理，當兩個尺寸不同的圓形微腔進行耦合形成耦合腔系統，自由光譜范圍被擴展(即游標效應)，在最低的閾值實現單頻激射，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 優先權日2012年9月27日
發明者涂鑫, 吳翔, 李明, 徐雷, 劉麗英 申請人:復旦大學