[發(fā)明專利]一種基于熱光效應(yīng)動(dòng)態(tài)調(diào)控激光模式的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110410230.5
• 申請(qǐng)日: 2021-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113300216A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧俊峰;姜明明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H01S5/10
• 分類號(hào): H01S5/10;H01S5/065;H01S5/30;H01S5/04
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 馬玉雯

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于熱光效應(yīng)動(dòng)態(tài)調(diào)控激光模式的方法，包括以下步驟：將鎵摻雜氧化鋅微米棒置于絕緣襯底上，兩端制備電極；將泵浦光源聚焦于氧化鋅微米棒進(jìn)行光激發(fā)，并收集鎵摻雜氧化鋅微米棒的光信號(hào)；利用直流電源對(duì)鎵摻雜氧化鋅微米棒施加電壓，并觀測(cè)注入電流；同時(shí)進(jìn)行光泵浦，并實(shí)時(shí)收集通電后的光信號(hào)，對(duì)比分析通電前后的光譜信號(hào)。本發(fā)明利用電注入時(shí)產(chǎn)生的焦耳熱，實(shí)現(xiàn)ZnO微腔的激光模式動(dòng)態(tài)調(diào)控。相比于傳統(tǒng)環(huán)境熱控方式，電注入方式操作更加靈活、加熱快、精準(zhǔn)度高等特點(diǎn)。這種電子控溫的工作方式為可調(diào)諧激光器的實(shí)用性和集成化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于熱光效應(yīng)動(dòng)態(tài)調(diào)控激光模式的方法。

背景技術(shù)

激光是20世紀(jì)的偉大發(fā)明，自問(wèn)世以來(lái)對(duì)國(guó)防、加工、通訊以及生命科學(xué)等領(lǐng)域造成了巨大影響。激光技術(shù)的發(fā)展也因此受到全世界科研人員的廣泛關(guān)注，尤其是設(shè)計(jì)和構(gòu)建波長(zhǎng)動(dòng)態(tài)可調(diào)的新型激光器。目前，激光波長(zhǎng)的調(diào)控方法有分布式反饋、分布式布拉格反射、自吸收效應(yīng)、能帶工程等。然而，這些方法只能在通過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)，一旦固定，激光出射波長(zhǎng)也隨之固定，而無(wú)法對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)可逆調(diào)控。近年來(lái)，專利申請(qǐng)人通過(guò)外部機(jī)械應(yīng)變的方式，改變微米棒的折射率，從而實(shí)現(xiàn)氧化鋅回音壁模激光的動(dòng)態(tài)調(diào)控。但應(yīng)變的加載方式似乎只能在特定的系統(tǒng)(如微機(jī)電、納機(jī)電等)中才能發(fā)揮作用，對(duì)于光學(xué)集成而言恐難以操作。因此，急需發(fā)展一種便于光子集成的新的調(diào)控方式。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于熱光效應(yīng)動(dòng)態(tài)調(diào)控激光模式的方法，該方法利用電注入產(chǎn)生的焦耳熱改變鎵摻雜氧化鋅微米棒的折射率，從而實(shí)現(xiàn)腔模動(dòng)態(tài)調(diào)控的目的。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供的一種基于熱光效應(yīng)動(dòng)態(tài)調(diào)控激光模式的方法，包括如下步驟：

(1)將鎵摻雜氧化鋅微米棒置于絕緣襯底上，兩端制備電極；

(2)將泵浦光源聚焦于鎵摻雜氧化鋅微米棒進(jìn)行光激發(fā)，并收集鎵摻雜氧化鋅微米棒的光信號(hào)；

(3)利用直流電源對(duì)鎵摻雜氧化鋅微米棒施加電壓，并觀測(cè)注入電流；

(4)同時(shí)進(jìn)行光泵浦，并實(shí)時(shí)收集通電后的光信號(hào)，對(duì)比分析通電前后的光譜信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述步驟(1)中，氧化鋅微米棒中鎵元素?fù)诫s含量為0％～10％，長(zhǎng)度為0.1～1.5cm，直徑為1～20μm；

進(jìn)一步地，所述步驟(1)中，絕緣襯底材質(zhì)包括二氧化硅、石英片、載玻片、藍(lán)寶石或者云母，長(zhǎng)為1～5cm，寬為0.5～2cm，厚為100～1000μm。

進(jìn)一步地，所述步驟(1)中，電極材質(zhì)為金屬銀或者銦，兩端電極的間距為100～2000μm。

進(jìn)一步地，由于激射模式半高寬極窄，對(duì)光譜儀分辨率有一定要求，分辨能力太低無(wú)法采集，激發(fā)光源以脈沖寬度為納秒以下的光源為佳。因此，步驟(2)中，泵浦光源的重復(fù)頻率為1～6000Hz，脈沖寬度為50fs～50ns，設(shè)置波長(zhǎng)為315～360nm；收集激射信號(hào)的光譜儀分辨率為0.03～0.3nm，光柵刻線為300～1200g/mm。

進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，將樣品放置于配置光學(xué)顯微鏡的微區(qū)系統(tǒng)三維可調(diào)平臺(tái)上，通過(guò)調(diào)節(jié)將泵浦光聚焦于樣品上。

進(jìn)一步地，所述三維可調(diào)平臺(tái)的調(diào)節(jié)精度為1～10μm，行程為3～8cm。

進(jìn)一步地，所述光學(xué)顯微鏡的物鏡倍率為10～50倍，目鏡倍率為10～20倍。

進(jìn)一步地，所述步驟(3)中，直流電源電壓施加范圍0～210V，調(diào)節(jié)精度為0.1～1V。

有益效果：

(1)與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的調(diào)控方法具有動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)、可逆的特征；