本文關鍵詞：基于光纖法布里—珀羅微腔的光微流激光產(chǎn)生特性研究　出處：《太原理工大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：光微流控(optofluidic)是將光學元件集成于微流控芯片,協(xié)同提高微流控分析系統(tǒng)的功能集成度和便攜性。其中,光微流激光(optofluidic laser)是采用溶于液體的有機染料作為增益介質、采用光學微腔作為激光諧振腔,同時結合微流控技術發(fā)展成的一種芯片式激光器。光微流激光作為光微流控器件的一個重要分支,在集成化相干光源及基于激光信號的生物化學檢測等方面有著廣泛的應用。基于不同的光學微腔及激光諧振形式,研究者們實現(xiàn)了多種形式的光微流激光,基于的微腔結構主要有法布里-珀羅(FP)諧振腔、植入型分布式布拉格光柵、基于回音壁模式的液滴及環(huán)形諧振腔、光子晶體諧振腔。本工作主要研究FP微腔中光微流激光的產(chǎn)生特性;其中,微腔的一個鏡面是以光纖端面為基底制備的微型凹面鏡。具有凹面鏡結構的FP腔,相比于一般的FP腔,具有更高的穩(wěn)定性;采用光纖作為腔鏡基底,易于實現(xiàn)微流控器件的集成。具體工作如下:1.搭建了CO2激光加工平臺,采用激光微加工的方法在光纖端面制備凹形曲面結構,曲面結構的橫向尺寸控制在40-110μm,深度3-10μm;隨后在光纖端面鍍制多層反射介質膜以實現(xiàn)中心波長處的反射率≥99.9%。與此同時,在熔融石英玻璃基底上制備微凹面結構和平面結構及鍍制高反射介質膜。2.采用石英玻璃基底的平面鏡-光纖基底的微凹面鏡形成開放式的FP光學微腔,利用納秒脈沖激光器作為泵浦源,香豆素6染料作為增益介質,實現(xiàn)最低濃度2μM下光微流激光的出射。3.采用光纖基底的微平面鏡-光纖基底的微凹面鏡,結合PDMS封裝工藝,制備封閉式的FP光學微腔及光微流控系統(tǒng),形成光微流控芯片,實現(xiàn)了光微流激光器件的集成。采用脈沖激光器作為泵浦源,濃度為10μM的香豆素6染料作為增益介質,可實現(xiàn)31.46μJ/mm2的低激光閾值和增益介質濃度3μM下光微流激光的出射。本工作可進一步推動基于光纖的光微流激光器件的集成化及小體積高靈敏度的光微流激光檢測技術和新穎光子器件的發(fā)展。
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN24

【參考文獻】

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本文編號：1321998