專利名稱：一種利用兩根半導體納米線耦合的單縱模激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及微光學元件、系統(tǒng)、光通訊和光子集成電路等技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用多根半導體線耦合而成的單縱模激光器。
背景技術(shù)：
用多根半導體線耦合而成的單縱模激光器是一種新型激光器，在科研、工業(yè)、環(huán)境等方面有廣泛的應用，具有廣闊的應用潛力和發(fā)展前景。隨著半導體納米線制備工藝的改進，高品質(zhì)的半導體納米線已經(jīng)可以制備出來，并已被用于制作微納光子學器件。如單根納米線光學諧振腔和單根納米線多縱模激光器已經(jīng)被證明。目前國際上已經(jīng)實現(xiàn)的納米線激光器主要有單根納米線多縱模激光器、單根納米線環(huán)形腔激光器、單根納米線布拉格光柵式激光器。然而現(xiàn)有的這些半導體納米線激光器通常只能在多縱模模式下運行，諧振腔腔結(jié)構(gòu)較為固定，難以在激光器結(jié)構(gòu)中引入有效的選模機制，而單縱模對于半導體納米線激光器的實際應用卻又是至關(guān)重要的。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用多根半導體納米線耦合的單縱模激光器。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種利用兩根半導體納米線耦合的單縱模激光器，它由長納米線和短納米線組成，短納米線在靠近長納米線第二端點處與長納米線部分緊貼，形成X形結(jié)構(gòu)的單縱模激光器；短納米線第一端點和長納米線第二端點之間以及短納米線第一端點和短納米線第二端點之間均形成FP (Fabry-Perot，法布里-珀羅)腔，且兩個FP腔腔長匹配。本實用新型具有的有益效果是應用本實用新型的方法制備得到的多根半導體納米線激光器具有單縱模、小型化、結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、易于調(diào)節(jié)、制備簡便、易于集成等特點。目前已獲得波長734. 3 nm，半高寬0. Ilnm的單模激光輸出。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2 (a)是單根納米線的激光光譜圖，圖2 (b)是本實用新型的激光光譜圖；圖中，長納米線第一端點1、長納米線第二端點2、短納米線第一端點3、短納米線
第二端點4。
具體實施方式
當多根納米線的耦合結(jié)構(gòu)中存在多個諧振腔時，多個腔體可以通過游標效應實現(xiàn)選模。在外界激光的泵浦下，只有同時滿足所有腔的諧振條件的模式才能在納米線內(nèi)諧振放大，從納米線的端頭出射。通過調(diào)節(jié)耦合區(qū)和環(huán)形反射鏡的幾何尺寸可以實現(xiàn)單模輸出以及出射波長的調(diào)諧。本實用新型利用多根半導體納米線耦合的單縱模激光器的制備方法，包括如下步驟1、首先通過化學氣相沉積方法制備出直徑50-1000 nm的高品質(zhì)的半導體納米線。2、在顯微鏡下利用兩根光纖探針將生長基片上的直徑為50-1000nm的納米線切斷一分為二 一根較長的長納米線和一根較短的短納米線，并將兩根納米線放置在低折射率襯底上。3、用光纖探針進行微納操作，將短納米線推向較長納米線的一端，即長納米線第二端點2，使長納米線和短納米線部分緊貼，形成X形結(jié)構(gòu)的單縱模激光器；短納米線第一端點3和長納米線第二端點2之間以及短納米線第一端點3和短納米線第二端點4之間均形成FP (Fabry-Perot，法布里-珀羅)腔，且兩個FP腔腔長匹配，剛好可以實現(xiàn)單模激光的選擇。并且半導體納米線自身作為增益介質(zhì)，在光泵浦下通過游標效應選模實現(xiàn)單模的激光輸出。下面根據(jù)附圖和實施例詳細描述本實用新型，本實用新型的目的和效果將變得更加明顯。
實施例使用化學氣相沉積法生長出直徑420nm的Cdk納米線，在光學顯微鏡下用光纖探針將一根長為560 μ m的納米線轉(zhuǎn)移到MgF2襯底上。再利用光纖探針對放置在MgF2襯底上的Cdk進行切割，形成兩段一段長470 nm，另一段長為89 nm。然后用光纖探針對納米線進行微納操作，將較短的納米線推向較長的一端，使兩根納米線的部分緊貼，形成X形結(jié)構(gòu)。緊貼區(qū)域的長度約為6 μπι。在波長532 nm的脈沖光激發(fā)下，信號光由一物鏡收集到光譜儀中。附圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2 (b)是本實用新型的激光光譜， 從圖中可見，相對于圖2 (a)中沒有做成X形結(jié)構(gòu)的單根線激光器的激光光譜，做成X結(jié)構(gòu)的激光器的諧振腔可以起到很好的選模作用，選模后獲得了波長734. 3 nm，脈寬為0.11 nm 的激光主峰，邊模抑制比為14. 6。雖然該實施例中，納米線的直徑為420nm，長納米線長度為470 nm，短納米線長度為89 nm ；但是，實驗證明，對于任意直徑在50-1000nm的納米線，且兩個FP腔腔長匹配，就可以實現(xiàn)本實用新型的目的，具有前述的效果。上述具體實施方式
用來解釋說明本實用新型，而不是對本實用新型進行限制，在本實用新型的精神和權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)，對本實用新型作出的任何修改和改變，都落入本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1. 一種利用兩根半導體納米線耦合的單縱模激光器，其特征在于，它由長納米線和短納米線組成；短納米線在靠近長納米線第二端點(2)處與長納米線部分緊貼，形成X形結(jié)構(gòu)的單縱模激光器；短納米線第一端點(3)和長納米線第二端點(2)之間以及短納米線第一端點(3)和短納米線第二端點(4)之間均形成法布里-珀羅腔，且兩個法布里-珀羅腔腔長匹配。
專利摘要本實用新型公開了一種利用兩根半導體納米線耦合的單縱模激光器，通過對多根半導體納米線進行微納操作，形成X形的多個耦合腔結(jié)構(gòu)；在結(jié)構(gòu)內(nèi)形成多個法布里珀羅諧振腔，通過復合腔體的游標效應實現(xiàn)模式選擇，實現(xiàn)單縱模半導體納米線激光器；本實用新型具有小型化、低功耗、結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、易于調(diào)節(jié)、制備簡便、易于集成等特點。目前已獲得波長734.3nm，半高寬0.11nm的單模激光輸出。
文檔編號H01S5/12GK202268600SQ20112035186
公開日2012年6月6日 申請日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者伍曉芹, 孟超, 童利民, 肖堯 申請人:浙江大學