[发明专利]利用飞秒脉冲激光制备微流道掺杂纳米晶激光器的方法

权利要求书

1.一种利用飞秒脉冲激光制备微流道掺杂纳米晶激光器的方法，其特征在于工艺步骤如下：

(1)微流道图案的写入

将基底材料固定在电控平移台上，将飞秒脉冲激光出射光束经显微物镜聚焦后辐照到基底材料的面或内部，并按照设计好的微流道图案进行可控辐照，即在基底材料中写入了所设计的微流道图案；

(2)微流道的制备

采用辅助湿法腐蚀法，将步骤(1)写入了微流道图案的基底材料先于超声机中清洗后放入氢氟酸溶液中，对基底材料中的微流道图案进行腐蚀，直至得到其表面或者体内的微流道结构；

(3)掺杂纳米晶激光材料的制备

将块状掺杂激光材料粉碎并研磨成粉末后，分散到蒸馏水中，并将分散有掺杂激光材料的蒸馏水置于透明容器中，在搅拌下利用飞秒脉冲激光经透镜聚焦后直接辐照消融，直至得到掺杂纳米晶激光材料；

(4)微流道掺杂纳米晶激光器的制备

将步骤(3)所得掺杂纳米晶激光材料离心分散得到粒径分布均匀的纳米颗粒，将所得纳米颗粒分散到分散液中，将分散有纳米颗粒的分散液注入到步骤(2)所得的微流道结构中，构成微型激光元件；采用激光对其进行泵浦，通过一个聚焦柱透镜将其光束整形成线状光束，且该线状光束沿着微流道方向垂直照射，在微流道的出射面将光信号耦合输出到光谱仪中进行激光器特性分析，即得到微流道掺杂纳米晶激光器。

2.根据权利要求1所述利用飞秒脉冲激光制备微流道掺杂纳米晶激光器的方法，其特征在于步骤(2)中所述氢氟酸溶液的质量浓度为5％～20％。

3.根据权利要求1或2所述利用飞秒脉冲激光制备微流道掺杂纳米晶激光器的方法，其特征在于步骤(2)得到的微流道结构的直径尺寸为1～20μm。

4.根据权利要求3所述利用飞秒脉冲激光制备微流道掺杂纳米晶激光器的方法，其特征在于步骤(2)得到的微流道结构的直径尺寸为1～20μm。

5.根据权利要求1或2所述利用飞秒脉冲激光制备微流道掺杂纳米晶激光器的方法，其特征在于所述基底材料为玻璃、晶体、半导体中的一种。

6.根据权利要求1或2所述利用飞秒脉冲激光制备微流道掺杂纳米晶激光器的方法，其特征在于步骤(4)中所述分散液为蒸馏水、乙醇、乙二醇中的一种。

7.根据权利要求1或2所述利用飞秒脉冲激光制备微流道掺杂纳米晶激光器的方法，其特征在于步骤(3)中所述块状掺杂激光材料为掺杂硒化锌、或掺杂硫化锌、或掺杂钇铝石榴石、或掺杂氟化锂钇。

8.根据权利要求1或7所述利用飞秒脉冲激光制备微流道掺杂纳米晶激光器的方法，其特征在于步骤(3)所得掺杂纳米晶材料的晶粒为球状或棒状，球状晶粒大小为5～100nm，棒状晶粒大小为20～100nm。

9.根据权利要求1或2所述利用飞秒脉冲激光制备微流道掺杂纳米晶激光器的方法，其特征在于微型激光元件采用聚二甲基硅氧烷或聚甲基丙烯酸甲酯进行封装。

10.根据权利要求1或2所述利用飞秒脉冲激光制备微流道掺杂纳米晶激光器的方法，其特征在于所述微流道结构的形状为直线形、相交直线型、交叉线型、曲线形、单环形、多环形中的一种。