[实用新型]一种基于半导体量子点的光脉冲自相似放大装置

权利要求书

1.一种基于半导体量子点的光脉冲自相似放大装置，其特征在于：包括光脉冲源(1)、泵浦源(2)、光耦合器(3)、光展宽器(4)、半导体量子点(5)、光压缩器(6)、输出光束(7)；

所述光脉冲源(1)、所述泵浦源(2)的输出连接至所述光耦合器(3)的输入，所述光耦合器(3)的输出与所述光展宽器(4)的输入连接、所述光展宽器(4)的输出连接所述半导体量子点(5)的输入、所述半导体量子点(5)的输出与所述光压缩器(6)的输入连接，所述光压缩器(6)的输出即为自相似放大光脉冲；

所述光脉冲源(1)为需要放大的信号光源、所述泵浦源(2)为本光放大系统提供外部能量，所述光脉冲源(1)与所述泵浦源(2)的两光束通过所述光耦合器(3)耦合为一个光束传递到由所述光展宽器(4)、所述半导体量子点(5)、所述光压缩器(6)构成的光脉冲自相似放大装置中，所述输出光束(7)即为所述光脉冲的自相似放大光脉冲。

2.根据权利要求1所述一种基于半导体量子点的光脉冲自相似放大装置，其特征在于，所述半导体量子点(5)由环氧树脂(501)、半导体波导(502)、量子点(503)构成，所述环氧树脂(501)为所述半导体量子点(5)外部封装，在输入、输出光束(7)对应位置设置有通光孔，所述半导体波导(502)由ZnSe材料构成，所述量子点(503)由CdSe材料构成。

3.根据权利要求2所述一种基于半导体量子点的光脉冲自相似放大装置，其特征在于，所述半导体波导(502)为1um厚度的ZnSe平面半导体波导(502)。

4.根据权利要求2所述一种基于半导体量子点的光脉冲自相似放大装置，其特征在于，所述光脉冲源(1)的波长选择为500nm。

5.根据权利要求2或3或4所述一种基于半导体量子点的光脉冲自相似放大装置，其特征在于，在光脉冲源(1)的波长为500nm时，ZnSe波导的折射率n₀为2.7、高阶非线性效应的折射率的线性部分系数n₁为0.1cm^-2、三阶非线性系数n₂为-7×10^-14cm²/W、五阶非线性系数n4为,从而有效五阶非线性系数n_4eff为10^-22cm⁴/W²，光脉冲频率与CdSe量子点(503)共振频率的频率失谐量Δ≈10¹³s^-1。

6.根据权利要求2或3或4所述一种基于半导体量子点的光脉冲自相似放大装置，其特征在于，所述半导体波导(502)厚度设置为1μm，所述光脉冲在垂直方向受限，所述CdSe量子点(503)的寿命为100ps，CdSe原子偶极的纵向衰减率γ_⊥≈10¹⁰s^-1，从而满足条件Δ＞＞γ_⊥。

7.根据权利要求2或3或4所述一种基于半导体量子点的光脉冲自相似放大装置，其特征在于，所述ZnSe波导的横向比例参数w₀为34um，衍射长度L_D为3.7cm，所述光脉冲在所述半导体波导(502)中传播一个衍射长度后，所述光脉冲放大倍数E满足E²＞＞1。

8.根据权利要求2或3或4所述一种基于半导体量子点的光脉冲自相似放大装置，其特征在于，产生所述光脉冲源(1)、泵浦源(2)的脉冲激光器为全正色散锁模掺Yb³⁺光纤激光器。

9.根据权利要求1或2或3或4所述一种基于半导体量子点的光脉冲自相似放大装置，其特征在于，所述的光展宽器(4)为闪耀光栅对展宽器。

10.根据权利要求1或2或3或4所述一种基于半导体量子点的光脉冲自相似放大装置，其特征在于，所述的光压缩器(6)为闪耀光栅对压缩器。