[实用新型]一种利用倏逝波耦合增益的微光纤环形结染料激光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及微光学元件，尤其是涉及一种利用倏逝波耦合增益的微光纤环形结染料激光器。

背景技术

微型激光器是一种重要的光电子器件，在光信息处理，以及生物、化学传感等方面有着广泛的应用前景。随着光纤制备工艺的改进，低损耗的微纳光纤已经被制备出来，并且已应用于制作微纳光子学器件，微光纤环形结谐振腔和稀土掺杂的微光纤环形结激光器已经被证明。国际上已经实现的利用倏逝波耦合增益的微型激光器主要包括球型和柱形结构等。但这些结构不够稳定，不利于光学集成，难以在实际中应用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种利用倏逝波耦合增益的微光纤环形结染料激光器。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：

以第一根微光纤制备成环形结谐振腔，环形结谐振腔的一端和单模光纤相连，环形结谐振腔的另一端与第二根微光纤耦合，将该环形结谐振腔浸入掺有增益介质的溶液中，利用分布在微光纤表面的倏逝波激发增益介质从而产生激光。

本实用新型具有的有益效果是：本实用新型的利用倏逝波耦合增益的微光纤环形结染料激光器具有小型化、制备简单、稳定、易于集成等特性。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理示意图；

图2是该激光器得到的激光特性图；

图3是输出激光功率随泵浦光功率的变化关系。

图中：1、第一根微光纤，2、环形结谐振腔，3、掺有增益介质的溶液，4、第二根微光纤，A、输入端，B、输出端。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型以第一根微光纤1制备成环形结谐振腔2，环形结谐振腔2的一端和单模光纤相连，环形结谐振腔2的另一端与第二根微光纤4耦合，将该环形结谐振腔2浸入掺有增益介质的溶液3中，利用分布在微光纤表面的倏逝波激发增益介质从而产生激光。

所述的微光纤直径为0.5～5μm。  所述的环形结激光器，其直径为50μm～10mm。所述的环形结谐振腔为环形单结谐振腔。所述的掺有增益介质为若丹明6G染料溶液、若丹明B染料溶液或者量子点溶液。

本实用新型的制备过程如下：

(1)首先用高温拉伸法拉制单模光纤，制备出1-5μm的微光纤1；(2)利用两根微光纤探针在光学显微镜下操纵微光纤，制备出直径在毫米量级的环形结谐振腔2，环形结的一端和单模光纤相连，一端悬空；(3)利用微调架逐渐拉紧悬空端，改变环形结谐振腔2的直径至需要的范围；(4)将环形结谐振腔2浸入掺有增益介质的溶液3中；(5)再制备一微光纤4，将其搭在环形结谐振腔2的一端，用以引出输出激光；(6)将泵浦光从端口A输入至环形结谐振腔2，并逐渐增加泵浦功率，当泵浦光达到阈值时将会有激光从端口B输出，继续增加泵浦光将得到不同的输出功率。

应用举例：

使用普通单模光纤高温拉伸法制备出3.9μm微光纤，在光学显微镜下制备出35um直径的环形结谐振腔，将该环形结谐振腔浸入5mM/L若丹明6G染料的乙二醇溶液中，然后输入532nm波长的泵浦光(脉宽6-ns，重复频率10-Hz)，并不断增加起输入功率，测量输出光的光学特性。图1是本实用新型的结构原理示意图；图2该激光器得到的激光特性，其中图a，b分别是该激光器在570nm，580nm附近的激光光谱图；图3是输出激光功率随泵浦光功率的变化关系图，可以看出其激光阈值大约为9.2μJ/pulse。

通过微光纤环形结泵浦光在环形结中的传播时，由于光纤直径较细，并且氧化硅和乙二醇溶液的折射率差较小，泵浦光的一部分能量将在微光纤的外面(即乙二醇染料溶液)以倏逝波的形式传播，从而激发染料分子，产生荧光，产生的荧光将会在环形结谐振腔中发生共振，当增益大约损耗时将会有激光输出。

上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。