[發(fā)明專利]一種基于PDMS的多波段回音壁模式光纖激光器及其加工方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210178462.3
• 申請日: 2012-06-01
• 公開（公告）號: CN102684043A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張遠(yuǎn)憲;普小云;劉春;馮黎
• 申請（專利權(quán)）人: 云南大學(xué)
• 主分類號: H01S3/02
• 分類號: H01S3/02;H01S3/067
• 代理公司: 昆明知道專利事務(wù)所(特殊普通合伙企業(yè)) 53116
• 代理人: 姜開俠;姬介南

1.一種基于PDMS的多波段回音壁模式光纖激光器，以聚二甲基硅氧烷PDMS作為基片將激光器及導(dǎo)光光纖集成在一塊芯片上，其特征是：所述的PDMS基片與石英光纖及楔形光纖耦合接觸處設(shè)置與置入至少一道溝槽，所述溝槽中分段填充增益包層介質(zhì)，其外封裝基片。

2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PDMS的多波段回音壁模式光纖激光器的加工方法，以聚二甲基硅氧烷PDMS作為基片將激光器及導(dǎo)光光纖集成在一塊芯片上，其特征是：

A、以將一根單一折射率n₁的多模石英光纖和至少一根楔形光纖在不同位置耦合后植入到較低折射率n₂的PDMS基片中，在PDMS基片與石英光纖及楔形光纖耦合的接觸位置刻出至少一個光纖溝槽，在光纖溝槽中分段填入低折射率n₃的增益包層介質(zhì)溶液并將基片封裝，所述的n_1＞n₂且n_1＞n₃；

B、采用沿石英光纖軸向倏逝波光抽運方式，同時實現(xiàn)多波段回音壁模式激光的定向輸出。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于PDMS的多波段回音壁模式光纖激光器的加工方法，其特征是：所述的抽運方式是倏逝波光沿光纖軸向在增益包層溶液中以受抑全反射傳播，激光增益沿光纖軸向的分布規(guī)律由（1）式得到：

，????（1）

式中，C為一個由抽運光的耦合效率及染料分子的熒光量子效率等共同確定的常數(shù)，N₀為染料分子的濃度；λ_p為抽運光在真空中的波長；ε_p0為抽運光在石英光纖端面處的抽運能量，θ_t為抽運光在光纖界面的全反射角，為的統(tǒng)計平均值，n₁和n₃分別是光纖及增益包層溶液的折射率，且n_1＞n₃；和分別為抽運光在染料溶液和在石英光纖內(nèi)的吸收系數(shù)，η_p為抽運光在光纖外以及光纖內(nèi)外的強(qiáng)度之比。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于PDMS的多波段回音壁模式光纖激光器，其特征是：在所述倏逝波光抽運的條件下，圓柱形微腔中回音壁模式激光的總損耗由（2）式獲得：

，?????????????????????????????????（2）

式中，和分別表示回音壁模式激光在增益包層溶液及在光纖中的吸收系數(shù)，η_WGM為回音壁模式激光的倏逝場與總模場的體積之比。

5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于PDMS的多波段回音壁模式光纖激光器，其特征是：所述的激光沿光纖軸向產(chǎn)生的最大長度由（3）式獲得：

，???????????????????????????????（3）

式中，Z_max為激光的最大產(chǎn)生長度，和分別為光纖端面處和激光最大產(chǎn)生長度處的抽運能量。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于PDMS的多波段回音壁模式光纖激光器，其特征是：所述的光纖溝槽的數(shù)量與楔形光纖的數(shù)量相匹配。

7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于PDMS的多波段回音壁模式光纖激光器，其特征是：所述的光纖溝槽中分段填入的低折射率n₃的增益包層介質(zhì)溶液為羅丹明6G、羅丹明B、羅丹明610、羅丹明640、香豆素500、二苯乙烯420和LDS698的乙醇溶液或乙二醇溶液或乙醇和乙二醇混合溶液中的任意一種或一種以上。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于PDMS的多波段回音壁模式光纖激光器，其特征是：羅丹明6G、羅丹明B、羅丹明610、羅丹明640、香豆素500、二苯乙烯420和LDS698的乙醇溶液或乙二醇溶液或乙醇和乙二醇混合溶液濃度為1×10^-4?～4×10^-2?mol/L。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于PDMS的多波段回音壁模式光纖激光器，其特征是：羅丹明6G、羅丹明B、羅丹明610、羅丹明640、香豆素500、二苯乙烯420和LDS698的乙醇溶液或乙二醇溶液或乙醇和乙二醇混合溶液濃度為8×10^-4?～8×10^-3?mol/L。