一种基于半导体增益的低阈值Tamm态等离子激光器

文档序号:1848904 发布日期:2021-11-16 浏览:9次 >En<

阅读说明:本技术 一种基于半导体增益的低阈值Tamm态等离子激光器 (Low-threshold Tamm-state plasma laser based on semiconductor gain ) 是由 王涛 杨杰 张浩然 常浩泽 王高峰 于 2021-07-20 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种基于半导体增益的低阈值Tamm态等离子激光器,该激光器由衬底,布拉格反射镜(DBRs),有源增益层,金属层和金属圆柱阵列组成。在性能上与传统的激光器相比,本发明的激光器谐振腔具有超窄线宽,进而使得Q值很高,阈值很低。在制备上,在实际的器件制备中用银层代替了传统的上层DBR,减少了激光器的体积。且本发明采用半导体增益材料替代了传统的增益,大大减小了制备工艺的复杂性,同时极大节约了激光器的制作成本,展示出了巨大的应用前景。(The invention discloses a low-threshold Tamm state plasma laser based on semiconductor gain. Compared with the traditional laser in performance, the laser resonant cavity has ultra-narrow linewidth, so that the Q value is high and the threshold value is low. In preparation, the traditional upper DBR is replaced by the silver layer in actual device preparation, and the volume of the laser is reduced. In addition, the semiconductor gain material is adopted to replace the traditional gain, so that the complexity of the preparation process is greatly reduced, the manufacturing cost of the laser is greatly saved, and the laser has a huge application prospect.)

一种基于半导体增益的低阈值Tamm态等离子激光器

技术领域

本发明涉及微纳激光器件领域,特别是对于半导体增益材料作为有源增益的Tamm态等离子体激光器的结构设计和表征。

背景技术

Tamm态等离子是一种新型界面模式,电场局域在两种不同材料的分界面处,强度达到最大值,在远离交界面后,强度呈指数性衰减,Tamm态等离子对于偏振没有依赖性,且损耗更低,不需要特定的色散补偿原件,制备要求也更加低。由于传统的表面等离子体对偏振存在依赖性,且在长距离传输能量方面性能不佳,因此Tamm态等离子成为了人们研究的一个新方向。在激光器的设计中,如何使激光器的阈值更低以及如何让激光器更紧凑的集成在光电器件中,一直是激光器研究领域的重要问题。因此,为了产生对激光效应必要的光反馈,已经发展出来不同几何结构的激光器,如分布反馈激光器,垂直腔面发射激光器或光子晶体谐振腔。但这些结构仍然存在结构复杂,器件体积大等问题,增加了激光器的制作难度及成本。

现如今随着纳米制备技术的发展,基于不同波段以及不同谐振腔结构的激光器被逐一实现,其中1550nm波段的激光与其他波段相比对人眼安全性更高,具有良好的穿透能力,且该波段位于石英光纤的最低损耗传输窗口,是光纤通信的最佳工作波长,在人眼安全激光测距、激光雷达、遥感探测、激光微加工、以及环境检测等领域具有广泛应用,是当前研究的热点领域。但是1550nm波段的激光器目前制备技术还不成熟,需要设计新的结构以及寻找合适的增益材料来解决这一问题。

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