CN101393299A - 一种量子点光纤超连续宽带白光光源 - Google Patents

Abstract

一种量子点光纤超连续宽带白光光源，属于宽带白光光纤光源的技术领域。半导体蓝光激光器与波分复用器的泵浦输入端连接，用于为波分复用器提供泵浦光，作为输入泵浦光，波分复用器的信号输入端连接设置第一光纤光栅，波分复用器的输出端连接设置量子点掺杂光纤的一端，量子点掺杂光纤的另一端连接第二光纤光栅的反射端，第二光纤光栅的透射端为激光输出端。本发明将不同尺寸量子点掺杂进光纤，通过半导体蓝光激光器激发不同尺寸量子点，产生多种色光，由两个光纤光栅构成反射腔，产生宽带、超平坦的光纤宽带白光光源输出，且本发明的超连续宽带白光光源装置具有结构简单，易于制造、能够实现超连续光纤宽带白光光源输出等特点，可广泛用于光纤技术的各个领域。

Description

一种量子点光纤超连续宽带白光光源

技术领域

本发明属于光纤超连续宽带白光光源的技术领域，尤其是量子点光纤光源的技术领域，具体涉及一种量子点光纤超连续宽带白光光源。

背景技术

目前，发射白光或宽带超连续光谱的一般装置较为复杂，超连续光谱输出需要采用声光调Q等掺钕钇铝石榴石激光器获得1064nm脉冲，然后泵浦参量振荡器获得波长1535nm激光，通过对1064nm和1535nm激光实行和频获得628nm激光输出，通过对628nm和1535nm激光和频得到446nm激光，通过对1064nm倍频获得532nm激光，最终合成超连续宽带白光光源输出。另外如王清月等人提出的微结构光纤白光激光发生器，需要自启动锁模激光器、微结构光纤和多个耦合透镜等；祝世宁等人提出的白光激光器需要采用不同结构级联的光学超晶格作为非线性晶体产生准白光输出，结构复杂且需严格调节温度控制红绿蓝光的比例。

超连续宽带光纤光源在光通信、激光光谱学、激光生物、光学“光钳”和照明娱乐等方面具有非常广泛的用途，同时也为下一代光学信息系统的研究奠定了基石。由于量子点的能级分立特性和量子点的量子限域效益和小尺寸效应，其发射峰可以根据量子点尺寸进行调谐，这一优势为使其成为产生超连续光谱白光的有效手段。量子点是一种有潜力的纳米尺度半导体，具有宽的吸收光谱和较宽的发射光谱，并可通过其尺寸来调谐发光峰值波长；量子点具有显著的工艺优点，与传统的产生红、绿、蓝色荧光物质相比，量子点制作温度较低，制作时间也较短，特别是通过调谐量子点尺寸，可以控制其发射波长。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种量子点光纤超连续宽带白光光源的技术方案，能够产生宽带、超平坦的超连续光纤光源输出，且结构简单、运转稳定。

所述的一种量子点光纤超连续宽带白光光源，其特征在于半导体蓝光激光器与波分复用器的泵浦输入端连接，用于为波分复用器提供泵浦光，作为输入泵浦光，波分复用器的信号输入端连接设置第一光纤光栅，波分复用器的输出端连接设置量子点掺杂光纤的一端，量子点掺杂光纤的另一端连接第二光纤光栅的反射端，第二光纤光栅的透射端为激光输出端。

所述的一种量子点光纤超连续宽带白光光源，其特征在于所述的量子点掺杂光纤内掺杂的量子点为核-壳结构的CdSe-ZnSe或CdSe-ZnS或CdSe-CdS或CdS-ZnS或CdS-HgS。

所述的一种量子点光纤超连续宽带白光光源，其特征在于所述的第一光纤光栅为由三个或三个以上的光纤布拉格光栅构成的宽带布拉格反射器。

所述的一种量子点光纤超连续宽带白光光源，其特征在于所述的第二光纤光栅由三个或三个以上布拉格光纤光栅或啁啾光纤光栅组成。

所述的一种量子点光纤超连续宽带白光光源，其特征在于所述的量子点掺杂光纤内掺杂的量子点的直径为2nm～10nm。

所述的一种量子点光纤超连续宽带白光光源，其特征在于所述的光纤布拉格光栅为满足谐振波长位于红、绿、蓝典型波长的光纤。

本发明将不同尺寸量子点掺杂进光纤，通过半导体蓝光激光器激发不同尺寸量子点，产生多种色光，由两个光纤光栅构成反射腔，产生宽带、超平坦的光纤宽带白光光源，实现超连续光纤宽带白光光源输出，且本发明的激光器具有结构简单，易于制造、能够实现超连续光纤宽带白光光源输出等特点，可广泛用于光纤技术的各个领域。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为不同尺寸量子点被蓝光激发时的光谱图；

图3尺寸为2.2nm、2.7nm、3.2nm、3.4nm、3.7nm、3.8nm、4.0nm、4.8nm、5.0nm和6nm的核-壳结构的CdSe-ZnSe量子点掺杂光纤超连续宽带白光光源光谱图；

图4尺寸为2.7nm、3.4nm、3.8nm、4.0nm、和6nm的核-壳结构的CdSe-ZnSe量子点掺杂光纤超连续宽带白光光源光谱图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

如图1所示，一种量子点光纤超连续宽带白光光源，半导体蓝光激光器2与波分复用器3的泵浦输入端连接，半导体蓝光激光器2发出蓝光用于为波分复用器3提供泵浦光，作为输入泵浦光，波分复用器3的信号输入端连接设置第一光纤光栅1，第一光纤光栅1为由三个或三个以上的光纤布拉格光栅构成的宽带布拉格反射，且光纤布拉格光栅为满足谐振波长位于红、绿、蓝典型波长的光纤。波分复用器3的输出端连接设置量子点掺杂光纤4的一端，量子点掺杂光纤4的另一端连接第二光纤光栅5的反射端，第二光纤光栅5由三个或三个以上布拉格光栅或啁啾光纤光栅组成，第二光纤光栅5的透射端为激光器的输出端。

量子点掺杂光纤4内掺杂的量子点为核-壳结构的CdSe-ZnSe或CdSe-ZnS或CdSe-CdS或CdS-ZnS或CdS-HgS，且量子点的直径为2nm～6nm。图2所示为不同尺寸核-壳结构的CdSe-ZnSe量子点受蓝光激发时的发光光谱图。从图中可以看出，当量子点被蓝光激发时，核-壳结构的CdSe-ZnSe量子点在大小为2.2、2.7、3.2、3.4、3.7、3.8、4.0和4.8nm时分别发射峰值位于510、540、555、580、585、590、595和620nm的波长。

本发明的工作原理是：半导体蓝光激光器发出的蓝光作为泵浦光通过波分复用器入射到作为增益介质和产生可见光谱区多种色光(红、黄、绿、蓝等)的掺量子点光纤。不同尺寸量子点被蓝光激发时可发生不同峰值波长的光，将这些不同尺寸的量子点按一定比例掺杂进玻璃光纤中，便能产生这些峰值波长的可见光，混合后便可以得到连续、平坦的白光；经过两个光纤光栅的反射和多次增益，在输出端可得到连续、超平坦的光纤宽带白光光源输出。

本实例中将大小分别为2.2nm～3nm、4nm～5nm和4nm～5nm范围的三种核-壳结构的CdSe-ZnSe量子点掺杂进石英光纤中得到量子点掺杂光纤4，各量子点经激发后得到蓝光、绿光和红光，三种色光混合后得到白光，通过第一光纤光栅1、第二光纤光栅5之间进行反馈增益后得到超连续光纤宽带白光光源输出。

图3是分别将大小为2.2nm、2.7nm、3.2nm、3.4nm、3.7nm、3.8nm、4.0nm、4.8nm、5.0nm和6nm的核-壳结构的CdSe-ZnSe量子点掺杂进石英光纤中得到量子点掺杂光纤，各量子点经过蓝光激发后，发出蓝绿、黄绿、黄光、橙红和红光，相互混合后得到超连续的宽带白光光谱图，该白光通过第一光纤光栅1、第二光纤光栅5之间进行反馈增益后得到超连续光纤宽带白光光源输出。

图4是分别将大小为2.7nm、3.4nm、3.8nm、4.0nm、和6nm的核-壳结构的CdSe-ZnSe量子点掺杂进石英光纤中得到量子点掺杂光纤，各量子点经过蓝光激发后，发出绿光、黄光、橙红和红光，相互混合后得到超连续的宽带白光光谱图，该白光通过第一光纤光栅1、第二光纤光栅5之间进行反馈增益后得到超连续光纤宽带白光光源输出。

Claims (6)

1.一种量子点光纤超连续宽带白光光源，其特征在于半导体蓝光激光器(2)与波分复用器(3)的泵浦输入端连接，用于为波分复用器(3)提供泵浦光，作为输入泵浦光，波分复用器(3)的信号输入端连接设置第一光纤光栅(1)，波分复用器(3)的输出端连接设置量子点掺杂光纤(4)的一端，量子点掺杂光纤(4)的另一端连接第二光纤光栅(5)的反射端，第二光纤光栅(5)的透射端为宽带白光光源输出端。

2.如权利要求1所述的一种量子点光纤超连续宽带白光光源，其特征在于所述的量子点掺杂光纤(4)内掺杂的量子点为核-壳结构的CdSe-ZnSe或CdSe-ZnS或CdSe-CdS或CdS-ZnS或CdS-HgS。

3.如权利要求1所述的一种量子点光纤超连续宽带白光光源，其特征在于所述的第一光纤光栅(1)为由三个或三个以上的光纤布拉格光栅构成的宽带布拉格反射器。

4.如权利要求1所述的一种量子点光纤超连续宽带白光光源，其特征在于所述的第二光纤光栅(5)由三个或三个以上光纤布拉格光栅或啁啾光纤光栅组成。

5.如权利要求2所述的一种量子点光纤超连续宽带白光光源，其特征在于所述的量子点掺杂光纤(4)内掺杂的量子点的直径为2nm～10nm。

6.如权利要求3所述的一种量子点光纤超连续宽带白光光源，其特征在于所述的光纤布拉格光栅为满足谐振波长位于红、绿、蓝典型波长的光纤光栅。

Images