[发明专利]一种红外窄带辐射器

权利要求书

1.一种红外窄带辐射器，其特征在于，所述红外窄带辐射器包括由下到上依次生长的衬底、泵浦光源、第一红外谐振腔、红外增益介质和第二红外谐振腔；所述红外窄带辐射器用于产生预设频率v_IR的中长波红外窄带辐射；

所述红外增益介质用于吸收所述泵浦光源发出的泵浦光，以产生中长波红外光，所述泵浦光的频率v_pump与所述预设频率v_IR满足v_pump2v_IR；所述红外增益介质的禁带宽度等于所述中长波红外光的能量；所述第一红外谐振腔和所述第二红外谐振腔均由N个谐振单元由下到上依次堆叠而成，其中N≥2；所述第一红外谐振腔和所述第二红外谐振腔用于对所述中长波红外光进行谐振选频，以产生预设频率v_IR的中长波红外窄带辐射；所述谐振单元包括由下到上设置的第一谐振层和第二谐振层；所述第一谐振层为MgF₂层、CaF₂层、BF₂层、YF₃层、SrF₂层、KBr层和ZnS层中的一种或几种，所述第二谐振层为Ge层和Si层中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的一种红外窄带辐射器，其特征在于，所述红外增益介质为具有多重激子效应的窄禁带半导体或具有多重激子效应的准金属；

所述窄禁带半导体为PbSe纳米量子点、PbS纳米量子点、PbTe纳米量子点、InAs纳米量子点、InP纳米量子点、CdSe纳米量子点和CdTe纳米量子点中的一种或几种；

所述准金属为Sn纳米量子点、CdHgTe纳米量子点、Ag₂S纳米量子点、CuAg纳米量子点、碳纳米管和石墨烯中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的一种红外窄带辐射器，其特征在于，各纳米量子点的尺寸范围为1～1000nm。

4.根据权利要求1所述的一种红外窄带辐射器，其特征在于，所述第一红外谐振腔和所述第二红外谐振腔均为一维光子晶体；

所述一维光子晶体为中长波红外布拉格反射光栅或中长波红外分布反馈光栅；所述一维光子晶体的谐振频率等于所述预设频率v_IR。

5.一种红外窄带辐射器，其特征在于，所述红外窄带辐射器包括由下到上依次生长的衬底、泵浦光源和掺杂有红外增益介质的红外谐振腔；所述红外窄带辐射器用于产生预设频率v_IR的中长波红外窄带辐射；

所述掺杂有红外增益介质的红外谐振腔由N个掺杂有红外增益介质的谐振单元由下到上依次堆叠而成，其中N≥2；所述掺杂有红外增益介质的红外谐振腔用于吸收所述泵浦光源发出的泵浦光，以产生中长波红外光，并对所述中长波红外光进行谐振选频，以产生预设频率v_IR的中长波红外窄带辐射；所述泵浦光的频率v_pump与所述预设频率v_IR满足v_pump2v_IR；所述红外增益介质的禁带宽度等于所述中长波红外光的能量；

所述掺杂有红外增益介质的谐振单元包括由下到上设置的第一掺杂有红外增益介质的谐振层和第二掺杂有红外增益介质的谐振层；

所述第一掺杂有红外增益介质的谐振层为掺杂有红外增益介质的MgF₂层、掺杂有红外增益介质的CaF₂层、掺杂有红外增益介质的BF₂层、掺杂有红外增益介质的YF₃层、掺杂有红外增益介质的SrF₂层、掺杂有红外增益介质的KBr层和掺杂有红外增益介质的ZnS层中的一种或几种，所述第二掺杂有红外增益介质的谐振层为掺杂有红外增益介质的Ge层和掺杂有红外增益介质的Si层中的一种或几种。