專利名稱：一種微光纖環(huán)形結(jié)激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及微光學(xué)元件、系統(tǒng)，尤其是涉及一種微光纖環(huán)形結(jié)激光器。
背景技術(shù)：
激光器是一種重要的光電子器件，在工業(yè)、軍事、通訊、醫(yī)學(xué)、科學(xué)研究等諸多領(lǐng)域均具有重要應(yīng)用。目前大型激光器制作技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但對小型化激光器的研究卻不是很多。近年來微納光子學(xué)的發(fā)展，使微型化激光器具有廣泛的應(yīng)用前景。隨著光纖制備工藝的改進(jìn)，低損耗的微納光纖已經(jīng)被制備出來，并且已應(yīng)用于制作微納光子學(xué)器件，其中微光纖環(huán)形和結(jié)形光學(xué)諧振腔已經(jīng)被證明。但是對于微納光纖光子學(xué)器件的研究目前大多集中在無源器件上。最近高質(zhì)量的摻雜玻璃微納光纖也已經(jīng)可以從塊狀的摻雜玻璃中直接拉制出來，用這種辦法獲得的微納光纖具有較低的光學(xué)損耗，并且可以獲得很好的熒光現(xiàn)象，這為微納光纖有源器件的研究提供了一個(gè)重要的基礎(chǔ)。國際上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的微型激光器主要包括，微球激光器、盤型激光器等等，但這些結(jié)構(gòu)不夠穩(wěn)定而且制作過程復(fù)雜，不利于光學(xué)集成，難以在實(shí)際中應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種微光纖環(huán)形結(jié)激光器，利用微米直徑摻雜光纖制備出簡單、穩(wěn)定、易于集成的微型激光器。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是以摻雜微光纖制成環(huán)形單結(jié)諧振腔，錐形光纖的細(xì)端搭在環(huán)形單結(jié)諧振腔的環(huán)上即為泵浦光輸入端，另一錐形光纖的細(xì)端搭在環(huán)形單結(jié)諧振腔的一端即為激光輸出端。
本實(shí)用新型具有的有益效果是本實(shí)用新型的微光纖環(huán)形結(jié)激光器具有小型化、制備簡單、穩(wěn)定、易于集成等特性。目前最大功率輸出為8μW左右。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2是該激光器得到的激光特性圖；圖3是輸出激光功率隨泵浦光功率的變化關(guān)系。
圖中1、泵浦光輸入端，2、激光輸出端。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型以摻雜微光纖制成環(huán)形單結(jié)諧振腔，錐形光纖的細(xì)端搭在環(huán)形單結(jié)諧振腔的環(huán)上即為泵浦光輸入端1，另一錐形光纖的細(xì)端搭在環(huán)形單結(jié)諧振腔的一端即為激光輸出端2。
所述的摻雜微光纖直徑為1～5μm。
所述的環(huán)形單結(jié)諧振腔其直徑為50μm～10mm。
所述的錐形光纖的直徑為1～5μm。
本實(shí)用新型制備過程如下1)首先用藍(lán)寶石棒將塊狀摻雜玻璃加熱拉制出直徑1-5μm的微光纖；2)利用兩根錐形光纖探針在光學(xué)顯微鏡下操縱微光纖，制備出直徑在毫米量級的環(huán)形單結(jié)諧振腔；3)利用微調(diào)架逐漸拉緊懸空端，改變環(huán)形單結(jié)諧振腔的直徑至需要的范圍；4)使用普通單模光纖高溫拉伸法制備出錐形光纖，并將拉錐部分搭在環(huán)形結(jié)上，利用分子間作用力將二者粘牢；5)再制備一錐形光纖，將其搭在環(huán)形單結(jié)諧振腔的一端，用以引出輸出激光；用975nm波長泵浦光輸入至環(huán)形結(jié)，并逐漸增加泵浦功率，當(dāng)泵浦光達(dá)到閾值時(shí)將會(huì)有激光輸出，繼續(xù)增加泵浦光將獲得更大的輸出功率。
應(yīng)用舉例用玻璃直接拉伸法用藍(lán)寶石棒從塊狀的鉺、鐿共摻的玻璃加熱拉制出3.8μm的微光纖，其中鉺、鐿離子的摻雜濃度分別為1.25mol％和2.35mol％。在光學(xué)顯微鏡下制備出約2mm直徑的環(huán)形結(jié)諧振腔，然后，輸入975波長的泵浦光，并不斷增加輸入功率，測量輸出光的光學(xué)特性。圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2該激光器得到的激光特性，其中圖a是當(dāng)泵浦光低于閾值時(shí)的熒光的共振特性，圖b是當(dāng)泵浦光遠(yuǎn)大于閾值時(shí)的激光光譜圖，其輸出功率為8μW；圖3是輸出激光功率隨泵浦光功率的變化關(guān)系圖，可以看出其激光閾值大約為5.6mW。
當(dāng)鉺鐿共摻玻璃微光纖吸收975nm波長泵浦光時(shí)，由于自發(fā)和受激輻射會(huì)輻射出1.5μm范圍的熒光，而產(chǎn)生的熒光將在微光纖環(huán)諧振腔內(nèi)發(fā)生共振，當(dāng)增益大于損耗時(shí)產(chǎn)生受激光放大而獲得激光輸出。
上述具體實(shí)施方式
用來解釋說明本實(shí)用新型，而不是對本實(shí)用新型進(jìn)行限制，在本實(shí)用新型的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本實(shí)用新型作出的任何修改和改變，都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種微光纖環(huán)形結(jié)激光器，其特征在于以摻雜微光纖制成環(huán)形單結(jié)諧振腔，錐形光纖的細(xì)端搭在環(huán)形單結(jié)諧振腔的環(huán)上即為泵浦光輸入端(1)，另一錐形光纖的細(xì)端搭在環(huán)形單結(jié)諧振腔的一端即為激光輸出端(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微光纖環(huán)形結(jié)激光器，其特征在于所述的摻雜微光纖直徑為1～5μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微光纖環(huán)形結(jié)激光器，其特征在于所述的環(huán)形單結(jié)諧振腔其直徑為50μm～10mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微光纖環(huán)形結(jié)激光器，其特征在于所述的錐形光纖的直徑為1～5μm。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種微光纖環(huán)形結(jié)激光器。以摻雜微光纖制成環(huán)形單結(jié)諧振腔，錐形光纖的細(xì)端搭在環(huán)形單結(jié)諧振腔的環(huán)上即為泵浦光輸入端，另一錐形光纖的細(xì)端搭在環(huán)形單結(jié)諧振腔的一端即為激光輸出端。本實(shí)用新型的微光纖環(huán)形結(jié)激光器具有小型化、制備簡單、穩(wěn)定、易于集成等特性。目前最大功率輸出為8μW左右，具有良好的穩(wěn)定性，易于控制和調(diào)節(jié)。
文檔編號G02B6/00GK2909639SQ20062010369
公開日2007年6月6日 申請日期2006年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月17日
發(fā)明者童利民, 姜校順 申請人:浙江大學(xué)