专利名称：一种耦合微腔紫外单频微流激光器的制作方法
技术领域：
本发明属于激光技术领域，具体涉及一种耦合微腔紫外单频微流激光器。
背景技术：
对于波长小于400nm的大部分紫光对人眼来说是不可见的，我们称之为紫外光。由于紫外光的能量很高，能够破外化学键，使分子不寻常的具有高反应性，或使分子被粒子化，因此紫外激光器在生物医学和微细加工领域有广泛的应用。这个波段的激光器可为化学、物理、信息、资源环境、生命科学等领域提供全新的研究手段，对科研活动将起到革命性的推动作用。因此寻求便携式高功率的窄带单频深紫外激光器一直是人们不懈追求的目标。实现单频激射的方法有很多种，短腔法、分布反馈(DFB)选模、光子晶体缺陷腔以及复合腔选模等。随着波长的不断缩短，和复合腔选模相比，前几种方式不但限制了激光输出功率和阈值电流，还对制备工艺提出了新的挑战。因此利用大尺寸的耦合微腔实现高功率窄 线宽单频出射不需要复杂的制备工艺是一个不错的选择。
发明内容
本发明的目的在于提出一种结构紧凑、制作容差大、制作工艺简单的耦合微腔紫外单频微流激光器。本发明提出的耦合微腔紫外单频微流激光器，采用复合腔选模方案设计新的紫外单频激光器结构，由如下部分依次组合构成一个实心微柱，一个微管，微管内容纳有紫外增益介质，如图I所示。传感器横截面的结构从上到下如图2所示一个实心微柱，一个微管和紫外增益介质。微管两端与软管相连用于紫外增益介质的流通。本发明原理如下首先，两个光学参数(例如折射率，直径，壁厚)不同的回音壁模式微腔，其各自的自由光谱范围是不同的。当二者在空间中相互靠近，谐振频率相近且空间模场分布有重叠的耦合腔模损耗最低，导致耦合腔的共振谱包络会产生大周期的调制。由于激光增益介质(紫外染料溶液。)本身有一定的增益带宽，当调制周期大于激光介质的增益带宽时，在适当的泵浦能量下产生单频激光出射。
本发明中，实心微柱的直径在50-200 μ m之间，材料一般为石英玻璃，为与实心微柱的模式相调制形成复合腔选模，微管与微柱的尺寸可以略有差别，但范围也在50-200μπι之间，材料一般也为石英玻璃，其两端与软管相连用于紫外激光染料的流通。
图I是耦合微腔紫外单频微流激光器结构示意图。图2是耦合微腔紫外单频微流激光器横截面结构示意图。图3是回音壁模式的径向电场强度分布图。图4是单频光谱。图5是耦合腔的回音壁模式激光阈值曲线。
图6是紫外单频耦合腔的输出激光波长和功率随时间变化。图中标号1.实心微柱，2.微管，3.紫外染料溶液。
具体实施例方式下面通过具体实例进一步描述本发明
实施例利用该耦合微腔紫外单频微流激光器激发得到的紫外单频激光。I.样品的横截面尺寸石英微管外径0=140 μ m,管壁厚度为Γ=2 μ m,商用光纤直径为 ^=125 μ m。2.将浓度为0.00现的紫外激光染料0)390的二甲基亚砜(01^0，折射率是/7,=1. 474,/7=1. 501i385nm)，以10 μ I/分钟的速度通过石英管。
3.在此结构参数下的角量子数是1580，径向量子数是8的回音壁模式的径向电场强度分布如图3所示。4.用532nm的锁模激光泵浦(脉冲宽度30Ps，重复频率IOHz)，将出射光通过多模光纤收集导入光谱仪，在泵浦功率密度为7. 9μ J/mm2测得的光谱图如图4所示。测量的激光阈值曲线如图5，紫外单频耦合腔的输出激光波长和功率随时间变化如图6。
权利要求
1 一种耦合微腔紫外单频微流激光器，其特征在于由如下部分依次组合构成一个实心微柱，一个微管，微管内容纳有紫外增益介质，；微管两端与软管相连用于紫外增益介质的流通。
2.根据权利要求I所述的耦合微腔紫外单频微流激光器，其特征在于实心微柱尺寸在50-200 μ m 之间。
3.根据权利要求I所述的耦合微腔紫外单频微流激光器，其特征在于微管直径在50-200 μ m 之间，壁厚为 O. 5-5 μ m。··
全文摘要
本发明属于激光技术领域，具体为一种耦合微腔紫外单频微流激光器。本发明公开了一种耦合微腔紫外单频微流激光器，本器件适合激光领域制作结构简单的单频紫外激光器，分别由一个内通增益介质的微管和一个微柱组成，根据复合腔选模的原理，当两个尺寸不同的圆形微腔进行耦合形成耦合腔系统，自由光谱范围被扩展(即游标效应)，在最低的阈值实现单频激射，为解决紫外波段高反射率DBR反射镜和光栅需要较高工艺水平提供了一个简单有效的途径。
文档编号H01S3/213GK102882119SQ20121037328
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者涂鑫, 吴翔, 李明, 徐雷, 刘丽英 申请人:复旦大学