[發明專利]利用飛秒脈沖激光制備微流道摻雜納米晶激光器的方法

在審

• 申請號: 201410768310.8
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104505709A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 馮國英;王樹同;楊超;周壽桓
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H01S5/30
• 分類號: H01S5/30;B81C1/00
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司51202
• 代理人: 劉雙蘭

1.一種利用飛秒脈沖激光制備微流道摻雜納米晶激光器的方法，其特征在于工藝步驟如下：

(1)微流道圖案的寫入

將基底材料固定在電控平移臺上，將飛秒脈沖激光出射光束經顯微物鏡聚焦后輻照到基底材料的面或內部，并按照設計好的微流道圖案進行可控輻照，即在基底材料中寫入了所設計的微流道圖案；

(2)微流道的制備

采用輔助濕法腐蝕法，將步驟(1)寫入了微流道圖案的基底材料先于超聲機中清洗后放入氫氟酸溶液中，對基底材料中的微流道圖案進行腐蝕，直至得到其表面或者體內的微流道結構；

(3)摻雜納米晶激光材料的制備

將塊狀摻雜激光材料粉碎并研磨成粉末后，分散到蒸餾水中，并將分散有摻雜激光材料的蒸餾水置于透明容器中，在攪拌下利用飛秒脈沖激光經透鏡聚焦后直接輻照消融，直至得到摻雜納米晶激光材料；

(4)微流道摻雜納米晶激光器的制備

將步驟(3)所得摻雜納米晶激光材料離心分散得到粒徑分布均勻的納米顆粒，將所得納米顆粒分散到分散液中，將分散有納米顆粒的分散液注入到步驟(2)所得的微流道結構中，構成微型激光元件；采用激光對其進行泵浦，通過一個聚焦柱透鏡將其光束整形成線狀光束，且該線狀光束沿著微流道方向垂直照射，在微流道的出射面將光信號耦合輸出到光譜儀中進行激光器特性分析，即得到微流道摻雜納米晶激光器。

2.根據權利要求1所述利用飛秒脈沖激光制備微流道摻雜納米晶激光器的方法，其特征在于步驟(2)中所述氫氟酸溶液的質量濃度為5％～20％。

3.根據權利要求1或2所述利用飛秒脈沖激光制備微流道摻雜納米晶激光器的方法，其特征在于步驟(2)得到的微流道結構的直徑尺寸為1～20μm。

4.根據權利要求3所述利用飛秒脈沖激光制備微流道摻雜納米晶激光器的方法，其特征在于步驟(2)得到的微流道結構的直徑尺寸為1～20μm。

5.根據權利要求1或2所述利用飛秒脈沖激光制備微流道摻雜納米晶激光器的方法，其特征在于所述基底材料為玻璃、晶體、半導體中的一種。

6.根據權利要求1或2所述利用飛秒脈沖激光制備微流道摻雜納米晶激光器的方法，其特征在于步驟(4)中所述分散液為蒸餾水、乙醇、乙二醇中的一種。

7.根據權利要求1或2所述利用飛秒脈沖激光制備微流道摻雜納米晶激光器的方法，其特征在于步驟(3)中所述塊狀摻雜激光材料為摻雜硒化鋅、或摻雜硫化鋅、或摻雜釔鋁石榴石、或摻雜氟化鋰釔。

8.根據權利要求1或7所述利用飛秒脈沖激光制備微流道摻雜納米晶激光器的方法，其特征在于步驟(3)所得摻雜納米晶材料的晶粒為球狀或棒狀，球狀晶粒大小為5～100nm，棒狀晶粒大小為20～100nm。

9.根據權利要求1或2所述利用飛秒脈沖激光制備微流道摻雜納米晶激光器的方法，其特征在于微型激光元件采用聚二甲基硅氧烷或聚甲基丙烯酸甲酯進行封裝。

10.根據權利要求1或2所述利用飛秒脈沖激光制備微流道摻雜納米晶激光器的方法，其特征在于所述微流道結構的形狀為直線形、相交直線型、交叉線型、曲線形、單環形、多環形中的一種。