一种随机激光器制造技术

本发明专利技术公开一种随机激光器，包括：泵浦源和由多个光纤随机分布组成的纤维网络，所述光纤包括：芯层和包层，所述芯层为掺杂罗丹明6G的PMMA层(聚甲基丙烯酸甲酯层)，所述包层为PVDF层(聚偏氟乙烯层)，包层折射率大于空气的折射率，芯层折射率大于包层折射率；其中，所述泵浦源采用斜入射的方式进行泵浦，光在所述纤维网络中的光纤与光纤之间交点处通过倏逝波有效耦合，形成随机环形谐振腔，受激辐射的光通过在所述随机环形谐振腔里进行选择性的增益放大形成激光。发明专利技术在保证随机激光实现方向性输出时的同时，还能够有效改善大芯径时出现多横模的情况。

A random laser

【技术实现步骤摘要】
一种随机激光器
本专利技术属于激光
，具体指一种随机激光器。
技术介绍
随机激光器是一种新型的激光器，由于其特殊的发光机理和发光特性，从发展初期就一直备受研究者的广泛关注。基于高分子材料纤维的随机激光器最近几年也引起了关注，而静电纺丝是一种很好的制备高分子纤维的途径，制备的高分子聚合物纤维以波导的形式将光约束在纤维内传播与放大，最终激发出随机激光。2014年，Sarah等人报道了基于聚合物光纤网络中随机分布的腔激光发射。其通过静电纺丝制备掺罗丹明6G的PMMA纤维网络，光在聚合物纤维之间的有效耦合，从而促进了环形谐振腔的形成，通过532nm的激光激发从而产生随机激光，并通过环形谐振腔理论很好的解释了随机激光的产生(Sarahetal.,Adv.Mater.2014,26:8096-8100.)。目前基于静电纺丝的随机激光器还只是基于普通的波导结构，即用空气作为包层结构，存在无法克服芯径变大时出现的多横模情况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服芯径变大时出现的多横模情况，提供一种随机激光器。本专利技术的目的可以通过如下技术方案实现。一种随机激光器，包括：泵浦源和由多个光纤随机分布组成的纤维网络，所述光纤包括：芯层和包层，所述芯层为掺杂罗丹明6G的PMMA层(聚甲基丙烯酸甲酯层)，所述包层为PVDF层(聚偏氟乙烯层)，包层折射率大于空气的折射率，芯层折射率大于包层折射率；其中，所述泵浦源采用斜入射的方式进行泵浦，光在所述纤维网络中的光纤与光纤之间交点处通过倏逝波有效耦合，形成随机环形谐振腔，受激辐射的光通过在所述随机环形谐振腔里进行选择性的增益放大形成激光。作为优选，所述芯层直径为0.5～2μm，包层直径为0.2～0.5μm。作为优选，泵浦源通过与纤维膜成30-60°角度入射泵浦，泵浦光耦合进入包层，包层折射率大于空气折射率，泵浦光在里面形成全反射并同时反复通过芯层，为增益介质罗丹明6G提供能量，而芯层折射率大于包层折射率，从而使受激辐射的光在芯层里全反射。作为优选，所述光纤为采用静电纺丝技术制成具有波导结构且无序的光导纤维，所述波导结构通过同轴针头纺丝来实现。本专利技术的有益效果如下：(1)本专利技术光纤的波导结构相对于芯层与空气形成的波导结构减少了芯层和包层折射率差，从而可以在芯径较大时出现的减少甚至避免出现多横模情况，使随机激光实现方向性输出。(2)本专利技术提供直接采用静电纺丝制备具有增益介质的芯包层结构，相对于之前通过拉丝来制备具有增益介质芯包层结构更加简便。(3)本专利技术的随机激光器可在新型集成光子器件应用。附图说明图1本专利技术光纤的波导结构示意图；图2本专利技术随机环形谐振腔的示意图。具体实施方式下面结合实施例与附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。如图1所示，泵浦源通过采用Nd:YAG激光器倍频得到，通过斜入射方式(即与纤维膜成30-60°角度入射)泵浦，泵浦光耦合进入包层2，由于包层2折射率大于空气，泵浦光在里面形成全反射并同时反复通过芯层，为增益介质罗丹明6G提供能量，而芯层1折射率大于包层2折射率，从而使受激辐射的光在芯层里全反射。举例说明随机激光器的随机环形谐振腔结构，其他环形谐振腔结构与其一致，特殊的是节点数和谐振腔的长度不同。由多个光纤随机分布组成的纤维网络所形成随机环形谐振腔，如图2所示，图中显示了5个节点(即光纤与光纤之间的交点，在此交点处光通过倏逝波耦合)，分别为①②③④⑤，通过节点处的光耦合，①→②→③→④→⑤构成了一个随机环形谐振腔，受激辐射的光通过在随机环形谐振腔里进行选择性的增益放大形成激光，图2中举例说明了激光出射的方向，其他环形腔出射方向与其相似；多个不同的随机环形谐振腔构成了随机激光的产生。所述随机环形谐振腔提供发射激光的随机腔并通过芯层掺杂的罗丹明6G提供增益，光纤的波导结构保证随机激光从同一平面输出。所述光纤由于存在芯包层的波导结构，满足波导结构的横模才能在芯层里传输，从而提升光束质量。从图1和图2可以得出形成的随机环形谐振腔可以近似于平行于纤维膜平面，而单个光纤基本与纤维膜平行，其激光出射方向也平行于纤维膜平面，从而随机激光实现方向性输出。最后，本专利技术的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本专利技术的保护范围。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种随机激光器，其特征在于，包括：泵浦源和由多个光纤随机分布组成的纤维网络，所述光纤包括：芯层和包层，所述芯层为掺杂罗丹明6G的PMMA层(聚甲基丙烯酸甲酯层)，所述包层为PVDF层(聚偏氟乙烯层)，包层折射率大于空气的折射率，芯层折射率大于包层折射率；其中，所述泵浦源采用斜入射的方式进行泵浦，光在所述纤维网络中的光纤与光纤之间交点处通过倏逝波有效耦合，形成随机环形谐振腔，受激辐射的光通过在所述随机环形谐振腔里进行选择性的增益放大形成激光。/n

【技术特征摘要】
1.一种随机激光器，其特征在于，包括：泵浦源和由多个光纤随机分布组成的纤维网络，所述光纤包括：芯层和包层，所述芯层为掺杂罗丹明6G的PMMA层(聚甲基丙烯酸甲酯层)，所述包层为PVDF层(聚偏氟乙烯层)，包层折射率大于空气的折射率，芯层折射率大于包层折射率；其中，所述泵浦源采用斜入射的方式进行泵浦，光在所述纤维网络中的光纤与光纤之间交点处通过倏逝波有效耦合，形成随机环形谐振腔，受激辐射的光通过在所述随机环形谐振腔里进行选择性的增益放...

【专利技术属性】
技术研发人员：王璞，颜鹏晖，鲁欣，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11