[發(fā)明專利]一種紅外窄帶輻射器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910603005.6
• 申請日: 2019-07-05
• 公開（公告）號: CN110323668B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設計）人: 王健;羅毅;歐春暉;郝智彪
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01S5/06
• 分類號: H01S5/06;H01S5/04;H01S5/323
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉鳳玲

1.一種紅外窄帶輻射器，其特征在于，所述紅外窄帶輻射器包括由下到上依次生長的襯底、泵浦光源、第一紅外諧振腔、紅外增益介質(zhì)和第二紅外諧振腔；所述紅外窄帶輻射器用于產(chǎn)生預設頻率v_IR的中長波紅外窄帶輻射；

所述紅外增益介質(zhì)用于吸收所述泵浦光源發(fā)出的泵浦光，以產(chǎn)生中長波紅外光，所述泵浦光的頻率v_pump與所述預設頻率v_IR滿足v_pump2v_IR；所述紅外增益介質(zhì)的禁帶寬度等于所述中長波紅外光的能量；所述第一紅外諧振腔和所述第二紅外諧振腔均由N個諧振單元由下到上依次堆疊而成，其中N≥2；所述第一紅外諧振腔和所述第二紅外諧振腔用于對所述中長波紅外光進行諧振選頻，以產(chǎn)生預設頻率v_IR的中長波紅外窄帶輻射；所述諧振單元包括由下到上設置的第一諧振層和第二諧振層；所述第一諧振層為MgF₂層、CaF₂層、BF₂層、YF₃層、SrF₂層、KBr層和ZnS層中的一種或幾種，所述第二諧振層為Ge層和Si層中的一種或幾種。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種紅外窄帶輻射器，其特征在于，所述紅外增益介質(zhì)為具有多重激子效應的窄禁帶半導體或具有多重激子效應的準金屬；

所述窄禁帶半導體為PbSe納米量子點、PbS納米量子點、PbTe納米量子點、InAs納米量子點、InP納米量子點、CdSe納米量子點和CdTe納米量子點中的一種或幾種；

所述準金屬為Sn納米量子點、CdHgTe納米量子點、Ag₂S納米量子點、CuAg納米量子點、碳納米管和石墨烯中的一種或幾種。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種紅外窄帶輻射器，其特征在于，各納米量子點的尺寸范圍為1～1000nm。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種紅外窄帶輻射器，其特征在于，所述第一紅外諧振腔和所述第二紅外諧振腔均為一維光子晶體；

所述一維光子晶體為中長波紅外布拉格反射光柵或中長波紅外分布反饋光柵；所述一維光子晶體的諧振頻率等于所述預設頻率v_IR。

5.一種紅外窄帶輻射器，其特征在于，所述紅外窄帶輻射器包括由下到上依次生長的襯底、泵浦光源和摻雜有紅外增益介質(zhì)的紅外諧振腔；所述紅外窄帶輻射器用于產(chǎn)生預設頻率v_IR的中長波紅外窄帶輻射；

所述摻雜有紅外增益介質(zhì)的紅外諧振腔由N個摻雜有紅外增益介質(zhì)的諧振單元由下到上依次堆疊而成，其中N≥2；所述摻雜有紅外增益介質(zhì)的紅外諧振腔用于吸收所述泵浦光源發(fā)出的泵浦光，以產(chǎn)生中長波紅外光，并對所述中長波紅外光進行諧振選頻，以產(chǎn)生預設頻率v_IR的中長波紅外窄帶輻射；所述泵浦光的頻率v_pump與所述預設頻率v_IR滿足v_pump2v_IR；所述紅外增益介質(zhì)的禁帶寬度等于所述中長波紅外光的能量；

所述摻雜有紅外增益介質(zhì)的諧振單元包括由下到上設置的第一摻雜有紅外增益介質(zhì)的諧振層和第二摻雜有紅外增益介質(zhì)的諧振層；

所述第一摻雜有紅外增益介質(zhì)的諧振層為摻雜有紅外增益介質(zhì)的MgF₂層、摻雜有紅外增益介質(zhì)的CaF₂層、摻雜有紅外增益介質(zhì)的BF₂層、摻雜有紅外增益介質(zhì)的YF₃層、摻雜有紅外增益介質(zhì)的SrF₂層、摻雜有紅外增益介質(zhì)的KBr層和摻雜有紅外增益介質(zhì)的ZnS層中的一種或幾種，所述第二摻雜有紅外增益介質(zhì)的諧振層為摻雜有紅外增益介質(zhì)的Ge層和摻雜有紅外增益介質(zhì)的Si層中的一種或幾種。