[发明专利]一种柔性可调谐生物仿生随机激光器

说明书

本发明提供一种柔性可调谐生物仿生随机激光器，包括激发光光源、透镜组、衬底、盖片、增益介质；其中，衬底为从植物叶片表面复制的、有乳突状微纳结构的柔性透明衬底，所述盖片与所述衬底采用相同成分材料；所述增益介质设置在衬底和盖片之间的夹层中；所述激发光光源发出的泵浦光经透镜组形成线型泵浦光，泵浦光照射到填充有增益介质的夹层中产生随机激光，所述随机激光沿线型泵浦光方向发射。本发明利用植物叶片表面分布的乳突状微纳结构，通过纳米压印的方式，将其复制到柔性透明衬底上面,使得衬底表面的乳突状结构对随机激光的产生提供多重散射，通过改变泵浦的位置，以及弯曲随机激光器成不同的状态，实现不同波长的激光输出。

技术领域

本发明属于激光器领域，具体涉及一种柔性可调谐生物仿生随机激光器。

背景技术

随机激光器作为一种新兴激光器，在生物标记、医学成像、照明、辨识、传感等方面都具有巨大的应用潜力，并且其制备简单，造价低廉，适应性强。基于生物组织的随机激光器以其原料简单易得，且具有较好的生物相容性等优点，具有巨大的应用价值，得到了普遍的关注。

关于直接利用动物和植物组织制备随机激光器的报道比较普遍，但未见到利用生物仿生的手段制备随机激光器的相关报道。直接利用生物组织制备随机激光器，由于材料柔性较差，寿命较短，调谐性较为单一，导致其工作性能不佳。因此利用生物仿生的手段设计制备柔性可调谐的随机激光器具有重要意义。

发明内容

根据上述提出现有随机激光器材料柔性较差，寿命较短，调谐性较为单一的技术问题，而提供一种高效的柔性可调谐生物仿生随机激光发生装置。本发明利用纳米压印的手段复制具有微纳结构的柔性透明衬底，并在衬底和盖片之间加注增益介质，用激光泵浦增益介质，增益介质产生的发射光经过衬底表面的乳突状微纳结构的多重散射得到放大，使得增益介质的发射光得到增强，线宽得到压窄，实现随机激光的输出。

本发明采用的技术手段如下：

一种柔性可调谐生物仿生随机激光器，包括激发光光源、透镜组、衬底、盖片、增益介质；其中，衬底为从植物叶片表面复制的、有乳突状微纳结构的柔性透明衬底，所述盖片与所述衬底采用相同成分材料；所述增益介质设置在衬底和盖片之间的密封夹层中；所述激发光光源发出的泵浦光经透镜组形成线型泵浦光，泵浦光照射到填充有增益介质的夹层中产生随机激光，所述随机激光沿线型泵浦光方向发射。

进一步地，所述衬底通过纳米压印的方式获得，其对波长为300-700nm光的透过率为90％以上。

进一步地，所述植物叶片为荷叶、甘蓝叶或山芋叶。

进一步地，所述衬底和盖片的材质为聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲脂、聚丙烯酸脂、聚苯乙烯其中一种或两种以上。

进一步地，所述增益介质为染料Exalite411、Exalite417、Stilbene 420、Courmarin 540A、Rhodamine 6G、Rhodamine B、Rhodamine 640、DCJTB、DCM以及量子点溶液其中一种或两种以上。

进一步地，所述染料溶液的溶剂为水、乙醇、乙二醇、氯仿、甲苯、二甲基亚砜中的一种或者两种以上。

进一步地，所述增益介质为染料Exalite 411、Exalite 417、Stilbene 420、Courmarin 540A的溶液以及蓝光和绿光量子点溶液时，采用355nm的紫外光为激发光光源；所述增益介质为染料Rhodamine 6G、Rhodamine B、Rhodamine 640、DCJTB、DCM的溶液以及红光量子点溶液时，采用532nm绿光为激发光光源。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：