一种等离子激元共振增强的稀土掺杂微纳激光器及其构筑方法技术

一种等离子激元共振增强的稀土掺杂微纳激光器及其构筑方法，它涉及微纳激光器及其构筑方法。它是要解决现有的微纳激光器对泵浦光源以及运行环境的限制苛刻的问题。本发明专利技术的微纳激光器是以β‑NaYF<subgt;4</subgt;:20Yb,2Er@NaYF<subgt;4</subgt;纳米晶和聚乙烯亚胺修饰纳米金颗粒为增益介质、以聚苯乙烯微球为谐振腔、增益介质负载在聚苯乙烯微球表面的微纳激光器；制法：先制备纳米晶并去除油酸配体，再将纳米晶和纳米金颗粒与回音壁式谐振腔耦合，得到微纳激光器。它通过对激活剂离子的交叉弛豫控制能量传递途径，达到551nm处的能量富集，并通过谐振腔的共振达到低阈值激光输出，可用于芯片光互联、集成光路、微型器件、化学检测和生物传感领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及等离子激元共振增强、稀土掺杂微纳激光器及其构筑方法。

技术介绍

1、微纳激光器在高密度光电集成和生物细胞传感等诸多领域有着广阔的应用前景，这些新兴的应用对微纳激光器的尺寸、阈值及泵浦环境提出了新的要求。但随着激光器尺寸的减小，其泵浦阈值将呈指数式增加，导致非常严重的热效应累积现象，使得传统增益介质材料因高功率光猝灭和光漂白而失效。目前，报道的微纳激光器一般在低温运行环境中，采用脉冲光泵浦，避免热损伤，但这种苛刻的条件严重限制了微纳激光器的发展和应用。因此，亟需开发一种新的方法，通过等离子激元共振增强增益介质发光，并且与谐振腔高效耦合，进而来构筑室温连续光泵浦低阈值微纳激光器。

2、相较于传统的增益介质材料(无机量子点、有机染料、半导体材料等)，稀土掺杂增益介质具有宽广的发光范围，独特的光稳定性，较长的荧光寿命等诸多优势，是一种性能优越的新型增益介质材料。但是，稀土离子存在本征吸收截面窄、离子掺杂浓度低以及发光量子产率低等问题。本申请采用表面等离激元共振来克服稀土掺杂增益介质的挑战。当泵浦光照射到金纳米粒子表面时，光波与等离子体波之本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种等离子激元共振增强的稀土掺杂微纳激光器，其特征在于，该激光器是以β-NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶和聚乙烯亚胺修饰纳米金为增益介质、以聚苯乙烯微球为谐振腔的微纳激光器；增益介质负载在聚苯乙烯微球表面；β-NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶的化学通式为NaY(0.8-x)F4:0.2Yb,xEr@NaYF4，0<x≤0.08；PEI-AuNPs的尺寸为50～70nm。

2.根据权利要求1所述的一种等离子激元共振增强的稀土掺杂微纳激光器，其特征在于，β-NaYF4:Yb,Er@NaYF4纳米晶的化学通式为NaY(0.8-x)F4:0.2Yb,xEr@...

【技术特征摘要】

1.一种等离子激元共振增强的稀土掺杂微纳激光器，其特征在于，该激光器是以β-nayf4:yb,er@nayf4纳米晶和聚乙烯亚胺修饰纳米金为增益介质、以聚苯乙烯微球为谐振腔的微纳激光器；增益介质负载在聚苯乙烯微球表面；β-nayf4:yb,er@nayf4纳米晶的化学通式为nay(0.8-x)f4:0.2yb,xer@nayf4，0<x≤0.08；pei-aunps的尺寸为50～70nm。

2.根据权利要求1所述的一种等离子激元共振增强的稀土掺杂微纳激光器，其特征在于，β-nayf4:yb,er@nayf4纳米晶的化学通式为nay(0.8-x)f4:0.2yb,xer@nayf4，0.005≤x≤0.04。

3.根据权利要求1或2所述的一种等离子激元共振增强的稀土掺杂微纳激光器，其特征在于，β-nayf4:yb,er@nayf4纳米晶的惰性nayf4壳层的厚度为1～6nm。

4.根据权利要求1或2所述的一种等离子激元共振增强的稀土掺杂微纳激光器，其特征在于，增益介质是以单...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚云飞，李欣泽，付泽之，陈童，郝树伟，杨春晖，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：