[发明专利]一种基于相移型微纳光纤光栅（MPSBG）的微纳光纤激光器

说明书

本发明涉及一种基于相移型微纳光纤光栅(MPSBG)的微纳光纤激光器，利用聚焦离子束系统在微纳光纤上刻蚀空气孔形成MPSBG。在MPSBG中央的光学微腔中填充基于钙钛矿型纳米晶体的复合(有机‑无机)半导体晶体材料CH₃NH₃PbI₃，采用波长为600nm，脉冲宽度为150fs，重复频率为1kHz的脉冲激光作为泵浦光源，即可输出波长为788nm的激光。本发明发挥了相移型微纳光纤光栅(MPSBG)构成的光学微腔对于光的强约束和反射作用，并且具有体积小、成本低、阈值低、操作简单、可高度集成等优势，是一种基于相移型微纳光纤光栅(MPSBG)的新型微纳光纤激光器，可服务于未来各个领域的低成本、小体积、低阈值、可高度集成的微纳光纤激光器需求，特别是光电集成领域。

技术领域

本发明涉及微纳光纤激光器的技术领域，具体涉及一种基于相移型微纳光纤光栅(Microfiber Phase-Shifted Bragg Grating，MPSBG)的微纳光纤激光器，对于微纳光纤激光器的研制与应用有着重要的意义和价值，将服务于未来各个领域特别是光电集成和传感器等方面的应用。

背景技术

在当下信息社会中，对于芯片间、芯片外数据传输的需求量日益增长，电互联技术已经难以满足这种需求，而光作为信息载体有着无法比拟的优势，那么这就对于光电大规模集成有着更高的要求。激光光源作为集成器件的重要部分。因此迫切需要低阈值、低成本、小体积、可高度集成的微纳光纤激光器。目前激光器阈值较高、体积较大，不适合光电高度集成化。与此同时，近年来，光学微谐振腔已经吸引了越来越多的关注，基于光学微谐振腔的应用也越来越广泛。而微纳光纤相较于普通光纤具有独特的光学性质，同时小巧轻便、柔韧性较好。由相移型微纳光纤光栅(MPSBG)制备而成的光学微腔有很大的优势，进而由此构成的微纳光纤激光器具有低阈值、成本低、易于制备、操作简单、可高度集成的优点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出一种基于相移型微纳光纤光栅(MPSBG)的微纳光纤激光器，具有成本低、阈值低、体积小、操作简易和可高度集成等特性。本发明还提供了所述基于相移型微纳光纤光栅(MPSBG)的微纳光纤激光器的基本原理和工作方式。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种基于相移型微纳光纤光栅(MPSBG)的微纳光纤激光器，包括一个泵浦光源、一个基于相移型微纳光纤光栅(MPSBG)的结构、一个光谱分析仪。

所述泵浦光源发出波长为600nm，脉冲宽度为150fs，重复频率为1kHz的脉冲激光。

所述基于相移型微纳光纤光栅(MPSBG)的结构中的微纳光纤是由普通单模光纤(其纤芯直径为8.2μm，包层直径为125μm，数值孔径为0.12，截止波长为1250nm)采用微加热器拉制技术加热拉伸而成，所拉制的微纳光纤直径为2μm，均匀区长度为8mm。其两端仍为普通单模光纤。

所述基于相移型微纳光纤光栅(MPSBG)的结构嵌在低折射率的UV固化聚合物(光波长为1550nm时，折射率为1.373)中，以固定该基于相移型微纳光纤光栅(MPSBG)的结构，提高器件稳定性，并减小光的损耗。

所述基于相移型微纳光纤光栅(MPSBG)的结构外部沉积了一层50nm厚的金薄膜层，用以防止在聚焦离子束刻蚀过程中的电子积累，在聚焦离子束系统刻蚀完成后移除。

所述基于相移型微纳光纤光栅(MPSBG)的结构是利用聚焦离子束系统在微纳光纤上刻蚀空气孔而形成周期性光栅结构。光栅结构空气孔尺寸为156.2nm×718.7nm，光栅周期为 467nm，左、右两端各20个周期，中央为687.5nm×718.7nm的光学微腔。