基于分布反饋的復(fù)合固態(tài)染料激光介質(zhì)的研究.pdf

1、發(fā)展分布式反饋的固態(tài)染料激光介質(zhì)是固態(tài)染料激光介質(zhì)在集成化、實(shí)用化道路上的必然方向之一.本文應(yīng)用紫外一可見吸收光譜(UV-VIS)、穩(wěn)態(tài)熒光光譜、原子力顯微鏡、棱鏡耦合儀和激光性能測試等實(shí)驗(yàn)手段,研制了染料摻雜固態(tài)波導(dǎo)薄膜激光介質(zhì),選擇確定了適于制作薄膜波導(dǎo)固態(tài)染料激光介質(zhì)的優(yōu)化制備工藝;系統(tǒng)研究了不同有機(jī)改性先驅(qū)體(ORMOSILs)和zr濃度配比對(duì)激光介質(zhì)光穩(wěn)定性和光波導(dǎo)性能的影響;設(shè)計(jì)搭建動(dòng)態(tài)分布反饋(DFB)激光輸出裝置,實(shí)現(xiàn)了

2、基于動(dòng)態(tài)DFB的窄線寬、連續(xù)可調(diào)諧激光輸出;利用染料之間的能量傳遞原理,研究了共摻染料摻雜Zr-ORMOSILs波導(dǎo)薄膜介質(zhì)的激光性能,取得了一系列重要結(jié)論. 研究發(fā)現(xiàn),旋涂速度、陳化時(shí)間、以及有機(jī)改性劑的種類、zr濃度都會(huì)影響波導(dǎo)薄膜介質(zhì)的折射率及厚度.厚度不同,所得到的激光輸出模式數(shù)量也會(huì)改變.為了得到單模激光輸出,波導(dǎo)薄膜的厚度應(yīng)控制在1μm以下. 有機(jī)改性基團(tuán)的適當(dāng)引入可提高染料的光穩(wěn)定性,當(dāng)zr濃度為25﹪或50﹪時(shí),

3、激光染料具有較高的光穩(wěn)定性.隨著zr濃度的提高,波導(dǎo)薄膜介質(zhì)的折射率增加.綜合考慮光穩(wěn)定性和折射率因素,選擇50﹪的zr濃度配比制備染料摻雜Zr-ORMOSILs波導(dǎo)薄膜.在50﹪Zr濃度配比下,有機(jī)染料PM567和P-red在以乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)為先驅(qū)體的材料中,光穩(wěn)定性較好.P-orange在以三甲氧基硅烷甲基丙烯酸丙醇酯(TMSPM)為先驅(qū)體的材料中,光穩(wěn)定性較好. 以Nd:YAG激光器作為光源,實(shí)現(xiàn)了激光染料

4、摻雜Zr-ORMOSILs薄膜的動(dòng)態(tài)DFB的窄線寬、連續(xù)可調(diào)諧激光輸出.染料單摻Zr-ORMOSILs波導(dǎo)薄膜的可調(diào)諧范圍在20nm左右. 為了拓寬激光介質(zhì)的可調(diào)諧范圍,研究了共摻染料對(duì)染料激光介質(zhì)激光性能的影響.我們在以VTES為有機(jī)改性劑的凝膠玻璃塊材中,將不同的香豆素染料和PM567與P-red共摻,研究確定了具有最佳激光性能的濃度配比, 分別是C460:PM567:P-red=2.5:2:1,C440:PM567:P-r

5、ed=2.5:2:1 , C540A:PM567:P-red=2.5:2:1C503:PM567:P-red=5:2:1,其中含C540A的三摻樣品具有最大的可調(diào)諧范圍為562.3nm～642.4nm,調(diào)諧寬度80nm,最大激光轉(zhuǎn)換效率為2.4﹪,斜坡效率為21﹪,是迄今報(bào)道的固態(tài)染料激光介質(zhì)中可調(diào)諧范圍最大的激光介質(zhì),比單摻P-red樣品的激光效率提高1倍.并且其光穩(wěn)定性也比單摻樣品有所提高. 實(shí)現(xiàn)了以C540A∶PM567∶