一种电声调谐等离激元激光器及其制备方法技术

本公开提供一种电声调谐等离激元激光器及其制备方法，电声调谐等离激元激光器包括压电晶体、金属光栅、纳米线以及金属电极。压电晶体压电晶体的上端面有一压电形变面；金属光栅设于压电形变面，金属光栅包括多条间隔设置的金属条纹；纳米线设于金属光栅的上端面上，纳米线的延伸方向与金属条纹的延伸方向呈相互垂直设置，与金属光栅上端面紧密贴合；金属电极设于压电晶体的侧壁面上。在本公开提供的技术方案中，激光器体积小，调谐频率高，具有多种调谐方式，发光端面小，腔长远小于传统分布反馈(DFB)激光器，连续调谐频率可达40MHz等优点，尤其实现了声光电的一体化耦合，具有深厚的研究价值和广阔的应用前景。的研究价值和广阔的应用前景。的研究价值和广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种电声调谐等离激元激光器及其制备方法


[0001]本公开涉及纳米激光器
，特别涉及一种电声调谐等离激元激光器及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，纳米级激光器的研究一直是集成光芯片的研究难点，基于等离激元原理制备的激光器是实现激光器小型化的一个重要方法。
[0003]但是，等离激元激光器难以实现模式调控的问题限制了它的应用方向。声表面波(SAW)器件是新兴的电声耦合器件，能够实现超薄超轻的换能器，但是在光电融合芯片中难以和光信号耦合。

技术实现思路

[0004]本公开的主要目的是提出一种电声调谐等离激元激光器，旨在解决光电融合芯片中声信号电信号难以和光信号耦合的问题。
[0005]为实现上述目的，本公开提出一种电声调谐等离激元激光器，包括：
[0006]压电晶体，压电晶体的上端面有一压电形变面；
[0007]金属光栅，设于压电形变面，金属光栅包括多条间隔设置的金属条纹；
[0008]纳米线，设于金属光栅的上端面上，纳米线的延伸方向与金属条纹的延伸方向呈相互垂直设置，与金属光栅上端面紧密贴合；以及，
[0009]金属电极，设于压电晶体的侧壁面上。
[0010]可选的，纳米线的材质为钙钛矿纳米线、三五族纳米线或者二六族纳米线中任意一种；
[0011]金属电极的材质为银、铝、铜、铬、金或者镍中的任意一种或多种。
[0012]本公开还提供一种电声调谐等离激元激光器的制备方法，包括：
[0013]获取压电晶体，在压电形变面上涂设胶层；
[0014]对胶层曝光显影，得到预设阵列图形；
[0015]根据预设阵列图形，在压电形变面上蒸镀金属，并剥离胶层，形成金属光栅；
[0016]制备纳米线，转移纳米线至金属光栅的上端面上；
[0017]在压电晶体的侧壁面上制备金属电极，得到电声调谐等离激元激光器。
[0018]可选的，在压电形变面上涂设胶层的步骤之前还包括：
[0019]对压电形变面进行清洗抛光处理。
[0020]可选的，在压电形变面上涂设胶层的步骤中，涂设胶层的厚度大于等于金属光栅高度的三倍。
[0021]可选的，根据预设阵列图形，在压电形变面上蒸镀金属，并剥离胶层，形成金属光栅的步骤之前还包括：
[0022]根据预设阵列图形，在压电形变面上蒸镀吸附层；
[0023]在吸附层的表面蒸镀金属。
[0024]可选的，根据预设阵列图形，在压电形变面上蒸镀金属，并剥离胶层，形成金属光栅的步骤包括：
[0025]通过去胶剂冲洗剥离胶层，形成金属光栅。
[0026]可选的，制备纳米线的方法包括化学气相沉积法、物理气相沉积法以及分子束外延法中的任意一项。
[0027]可选的，在压电晶体的侧壁面上刷制金属电极的步骤之前还包括：
[0028]在压电晶体的上端面上覆设掩膜版。
[0029]可选的，在压电晶体的侧壁面上刷制金属电极，形成电声调谐等离激元激光器的步骤包括：
[0030]在压电晶体的侧壁面上制备金属电极，得到待退火电极；
[0031]对待退火电极进行退火固化，得到电声调谐等离激元激光器。
[0032]在本公开提供的技术方案中，采用压电晶体调节金属光栅阵列，实现电声双重调节的光泵浦等离激元激光器，具有体积小，调谐频率高，具有多种调谐方式的优点，发光端面小，腔长远小于传统分布反馈(DFB)激光器，连续调谐频率可达40MHz等优点，尤其是实现了声光电的一体化耦合，具有深厚的研究价值和广阔的应用前景。
附图说明
[0033]图1为本公开提供的电声调谐等离激元激光器立体结构示意图；
[0034]图2为本公开提供的电声调谐等离激元激光器制备方法的流程示意图。
[0035]附图标号说明：
[0036]具体实施方式
[0037]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
[0038]需要说明，若本公开实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0039]另外，若本公开实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施案例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的
结合不存在，也不在本公开要求的保护范围之内。
[0040]请参阅图1，本公开提供一种电声调谐等离激元激光器100，包括压电晶体1、金属光栅2、纳米线3以及金属电极4；压电晶体1的上端面形成有一压电形变面；金属光栅2设于压电形变面，金属光栅2包括多条间隔设置的金属条纹；纳米线3设于金属光栅2的上端面上，纳米线3的延伸方向与金属条纹的延伸方向呈相互垂直设置，与金属光栅上端面紧密贴合；金属电极4设于压电晶体1的侧壁面上。
[0041]在本公开提供的实施例中，压电晶体1实现高频响应，用以实现光栅常数的调节，金属光栅2实现局域表面等离激元共振，实现局域电场增强和波长压缩，减小腔模尺寸，实现超小型可调谐激光器，纳米线3用以提供光学增益，实现激光，金属电极4用于提供电场使压电晶体形变。
[0042]本公开提供的电声调谐等离激元激光器100，采用压电晶体1调节金属光栅2阵列实现电声双重调节的光泵浦等离激元激光器具有体积小，调谐频率高，具有多种调谐方式等优点，发光端面小，腔长远小于传统分布反馈(DFB)激光器，连续调谐频率可达40MHz等优点，尤其是实现了声光电的一体化耦合，具有深厚的研究价值和广阔的应用前景。
[0043]进一步的，在本实施例中，纳米线3的材质为钙钛矿纳米线、三五族纳米线或者二六族纳米线中任意一种。保证纳米线3具有高的光增益系数。
[0044]另一方面，金属电极4的材质为银、铝、铜、铬、金或者镍中的任意一种或多种。以便于提供电场使压电晶体1形变。
[0045]需要说明的是，上述材质两个相关特征的选择中，可以择一存在，也可以同时存在，在此不做具体限制。
[0046]另外，需要说明的是，压电晶体1具有固定的伸长量
‑
电压变化曲线，在
±
170V电压以内具备近似线性关系，最大伸长量应超过3％，以实现电调谐功能。
[0047]金属光栅2周期由波长决定，周期应为20nm
‑
2μm
[0048]请参阅图2，基于上述电声调谐等离激元激光器100，本公开还提供一种制备方法，包括：
[0049]S10、获取压电晶体，在压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电声调谐等离激元激光器，其特征在于，包括：压电晶体，所述压电晶体的上端面有一压电形变面；金属光栅，设于所述压电形变面，所述金属光栅包括多条间隔设置的金属条纹；纳米线，设于所述金属光栅的上端面上，所述纳米线的延伸方向与所述金属条纹的延伸方向呈相互垂直设置，与所述金属光栅上端面紧密贴合；以及，金属电极，设于所述压电晶体的侧壁面上。2.如权利要求1所述的电声调谐等离激元激光器，其特征在于，所述纳米线的材质为钙钛矿纳米线、三五族纳米线或者二六族纳米线中任意一种；所述金属电极的材质为银、铝、铜、铬、金或者镍中的任意一种或多种。3.一种如权利要求1至2中任意一项所述的电声调谐等离激元激光器的制备方法，其特征在于，包括：获取所述压电晶体，在所述压电形变面上涂设胶层；对所述胶层曝光显影，得到预设阵列图形；根据所述预设阵列图形，在所述压电形变面上蒸镀金属，并剥离所述胶层，形成所述金属光栅；制备纳米线，转移所述纳米线至所述金属光栅的上端面上；在所述压电晶体的侧壁面上制备金属电极，得到所述电声调谐等离激元激光器。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述压电形变面上涂设胶层的步骤之前还包括：对所述压电形变面进行清洗抛光处理。5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志涛，曲胜春，王智杰，刘孔，贾晓皓，储凯闻，孙佳倩，李超，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：