[发明专利]一种等离子体激光器的设计方法

说明书

本发明提供一种等离子体激光器的设计方法，包括如下步骤：获取所需的激光波长；根据激光波长与基底增益、基底上十字形金属结构大小之间的对应关系，得到所需激光器基底上十字形金属结构的尺寸和基底增益；所述激光器包括四个十字形金属结构组成四聚体，设置在所述基底上。本发明所提供的技术方案，根据激光波长与基底上十字形金属结构大小之间的对应关系得到所需激光器基底上十字形金属结构的尺寸；由于基地上十字形金属结构的尺寸与所产生激光波长之间存在对应的关系，因此本发明所提供的技术方案能够得到所需激光器基底上十字形金属结构的尺寸，设计方法简单，能够解决现有技术中根据波长设计等离子体激光器的方法比较复杂的问题。

技术领域

本发明属于等离子体激光器技术领域，具体涉及一种等离子体激光器的设计方法。

技术背景

激光一直在科学技术中发挥着重要作用，随着现代技术的发展，小型化(如纳米尺寸)是不可避免的要求，但由于物理尺寸和工作原理，传统的激光不能打破衍射限制因此他们不能满足这一要求。

2003年，Bergman等人提出了表面等离子体受激辐射放大(SPASER)的概念，利用金属纳米结构与其周围的增益材料相互作用所产生的局域表面等离子体共振(LSPR)辐射放大的特性首次提出了一种新型的纳米激光器的工作方式并论证了其工作原理。随着研究的进步，已经出现越来越多类型的等离子体激光器，并且发光带已经从红外波长扩展到紫外波长。

对于不同的工作需求，需要不同波长的激光，而产生不同波长的激光需要不同规格的激光器，但是现有技术中根据波长设计等离子体激光器的方法比较复杂，需要较高的成本。

发明内容

本发明提供一种等离子体激光器的设计方法，用于解决现有技术中根据波长设计等离子体激光器的方法比较复杂的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种等离子体激光器的设计方法，包括如下步骤：

获取所需的激光波长；

根据激光波长与基底增益、基底上十字形金属结构大小之间的对应关系，得到所需激光器基底上十字形金属结构的尺寸和基底增益；

所述激光器包括四个十字形金属结构组成四聚体，设置在所述基底上。

进一步的，所述十字形金属结构的材质为银。

进一步的，所述基底为掺杂增益材料的二氧化硅层。

进一步的，所述基底的长度和宽度均为1000nm，高度为200nm；相邻的两个十字型金属结构之间的间距为10nm。

本发明所提供的技术方案，根据激光波长与基底上十字形金属结构大小之间的对应关系得到所需激光器基底上十字形金属结构的尺寸；由于基地上十字形金属结构的尺寸与所产生激光波长之间存在对应的关系，因此本发明所提供的技术方案能够得到所需激光器基底上十字形金属结构的尺寸，设计方法简单，能够解决现有技术中根据波长设计等离子体激光器的方法比较复杂的问题。

附图说明

图1a为实施例中等离子体激光器的主视图；

图1b为实施例中等离子体激光器的俯视图；

图2a为实施例中十字形金属结构的光学消光光谱；

图2b为实施例中共振峰M1对应的谐振模式的电场强度增强和表面电流分布图；

图2c为实施例中共振峰M2对应的谐振模式的电场强度增强和表面电流分布图；

图2d为实施例中共振峰M3对应的谐振模式的电场强度增强和表面电流分布图；

图3a为实施例中共振峰M1对应的谐振模式的光学散射示意图；