CN103229371B - 装置 - Google Patents

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Abstract

一种能无序激射的装置，其包括基底和以波导形式制作在基底上的稀土掺杂玻璃，其中，玻璃包括锗玻璃，钛玻璃或硫系玻璃。

Description

装置
本发明涉及一种能无序激射的装置，该装置的制造方法及具有该装置的激光器，该装置包括稀土掺杂玻璃波导。
依靠随机散射介质中的多散射过程实现光反馈的激光器被认为是无序激光器。它们与常规的依靠反射器或镜的谐振式光反馈不同。
无序激射已经成为固态物理和激光物理领域的研究者们非常感兴趣的课题。起初实验被设计用以证明无序激射的原理，而非确定对应用而言有效的激光源。使用掺杂钕晶体的细粉末创建了无序的放大介质，并在液氮温度下展示了无序激射(Markushev，V.M.，Zolin，V.F.&Briskina，Ch，M.Powderlaser.Zh.Prikl.Spektrosk.45，847-850(1986))。在带有分散的散射体的液态染料增益介质中展示了激射(Martorell，J.，Balachandran，R.M.&Lawandy，N.M.Radiativecouplingbetweenphotonicpaintlayers.Opt.Lett.21，239-241(1996)).在这些实验中，在某特定阈值以上时观察到发射光谱的显著窄化，这归因于在无序的散射介质中的受激发射导致能够使用Letokhov模型(Letokhov’smodel)描述的“放大”(Letokhov，V.S.Generationoflightbyascatteringmediumwithnegativeresonanceabsorption.Zh.Eksp.Teor.Fiz.53，1442-1447(1967)；Sov.Phys.JETP26，835-840(1968))。将会在光能够是局部的无序散射介质中出现的激光器的离散模式由Cao及其同事首次发现(Cao，H.etal.Randomlaseractioninsemiconductorpowder.Phys.Rev.Lett.82，2278-2281(1999))。在厚度范围为6-10μm的ZnO纳米粉的膜中实现了强散射和高增益，且发现当使用锁模Nd:YAG激光器泵时相干激射具有角度相关性。激射阈值为763kW/cm2。已提议蚀刻玻璃或半导体晶体能够产生无序激射的非常强的散射介质(Schuurmans，F.J.P.，Vanmaekelbergh，D.，vandeLagemaat，J.&Lagendijk，A.StronglyphotonicmacroporousGaPnetworks.Seience284，141-143(1999)andD.S.WiersmaandS.Cavalieri，“Lightemission：Atemperature-tunablerandomlaser”Nature414(6865)，708-709(2001))。
已被用于展示无序激射的介质通常是3维的且需要非常高的泵阈值来启动激射。介质大多复杂、不能携带、不稳定，且分散体的分布是不可复制的。模式难以保存。
已存在理论研究无序激光器2D结构的兴趣(Apallkov，V.M.，Raikh，M.E.&Shapiro，B.Randomresonatorsandprelocalizedmodesindisordereddielectricfilms.Phys.Rev.Lett.89，016802(2002)).采用掺杂Tm3+离子的玻璃粉膜的无序激光器的使用声称已经实现了每平方厘米几个千瓦的阈值(H.Fujiwara，andK.Sasaki，“Observationofupconversionlasingwithinathulium-ion-dopedglasspowderfilmcontainingtitaniumdioxideparticles”Jpn.J.Appl.Phys.43(No.10B)，L1337-L1339(2004))。使用无序激光器作为相干源的实际应用因为它们高的阈值、低的可靠性以及制造的难度而受到限制。
US-A-3573653，US-A-3579142，US-A-3787234，US-A-6574249以及US-A-3747021披露了电或光泵的薄膜激光器。US-A-5306385披露了位于硅基底上的光致发光晶体掺杂CaF2薄膜。US-A-5788319披露了包括有位于硅基底上的有机掺杂硅玻璃薄膜的可调谐染料激光器。US-A-6656588披露了显示激射的薄膜形式的掺杂纳米晶体金属氧化物粉的制备方法。
本发明基于这样的认知，即通过将电磁辐射限制在非3维掺杂玻璃结构中可能实现无序激射的改善。具体地，本发明涉及一种能无序激射的装置，其采用特定稀土掺杂的玻璃波导。
本发明一个方面提供一种能无序激射的装置，其包括：
一基底；
一稀土掺杂玻璃，以波导形式制造在基底上，其中，玻璃包括锗玻璃，钛玻璃或硫系玻璃。
本发明的装置坚固耐用、可复制，且非常有利地不要求布拉格或常规的镜子，使得它可以直接与其它基于半导体和聚合物的发光装置集成。它显示了优良的模式稳定性且在出乎意料宽的波长范围内可调谐。
装置可以是可光泵的。装置也可以是可电泵的。通常，装置为光泵的。
当装置为光泵的，装置可以在泵激光器的特定输出功率下开始发射激光。使装置发射激光所需要的泵激光器的最小功率可以称为阈值泵浦功率。这还可以被简单地称为“阈值”。阈值还可以表示成装置上单位面积的泵激光光束入射区域的阈值泵浦功率(例如瓦/mm2)。这还可以称为阈值功率密度。例如具有37mW的阈值泵激光器功率和约1.45mm2泵激光器入射区域的光束，阈值泵浦功率密度为约26mW/mm2。
装置可以是能在1mW或更小的阈值下无序激射，从而从小于2mm2的区域产生相干输出。这等同于0.5mW/mm2的阈值功率密度。
装置的阈值功率密度可以小于200mW/mm2。优选地，装置的阈值功率密度小于100mW/mm2，特别优选地，小于50mW/mm2，更优选地，小于26mW/mm2。
装置的阈值可以小于1mW。优选地，装置的阈值小于500μW，特别优选地，小于300μW，更优选地，小于200μW，还更优选地，小于100μW，甚至更优选地，小于50μW。
来自装置的激光发射波长可以与泵激光器光束的入射角度相关。来自装置的激光发射波长可以是可调谐的。可以通过改变泵激光器光束的入射角度来调谐来自装置的激光发射波长。
来自装置的激光发射波长可以在1510nm至1620nm的范围内可调谐。
装置的阈值泵浦功率可以与泵激光器光束的入射角度相关。可以通过改变泵激光器光束的入射角度来调谐装置的阈值泵浦功率。
随着泵激光的入射角度在39°和51°之间变化，装置的阈值可以在300μW至20μW之间的范围内变化。
降低阈值或阈值功率密度降低了装置的热负荷。降低的热负荷使得装置更加实用，因为对热耗散的需要降低了。
特定地，玻璃是非晶的。典型地，玻璃基本上没有晶界。
优选地，玻璃能够多散射。玻璃通常为电介质。
优选地，玻璃为多孔的，特别优选纳米多孔的。纳米多孔的玻璃促进多散射并使波导的制造容易。
优选地，玻璃为硫系玻璃。特别优选地，硫系玻璃包括硫、硒、碲或它们的混合物。
优选地，玻璃为锗玻璃或碲玻璃，特别优选碲玻璃。
玻璃可以包括(或主要包括)氧化锗(GeO2)。
GeO2可以在稀土掺杂玻璃中以超过30mol％的量存在，优选地，60-90mol％范围内的量，特别优选地，75-85mol％。
玻璃可以包括(或主要包括)氧化碲(TeO2)。TeO2还被称为碲酸盐。
TeO2可以在稀土掺杂玻璃中以超过30mol％的量存在，优选地，在60-90mol％范围内的量，特别优选地，75-85mol％。
玻璃可进一步包括一种或更多网络改性剂。玻璃可以包括四种网络改性剂，优选地，三种网络改性剂，特别优选二种网络改性剂。网络改性剂可以打开玻璃的网络。
网络改性剂可以为网络改性离子。网络改性剂可以为金属化合物。金属化合物可以提供网络改性离子。网络改性剂可以为金属氟化物或氧化物。每种网络改性剂可以以30mol％或以下的量存在，优选地，20mol％或以下，特别优选地，10mol％或以下。每种网络改性剂可以以达到30mol％的量存在，优选地，达到20mol％，特别优选达到10mol％。
网络改性剂可以为Ba，Bi，Pb，Zn，Al，Ga，La，Nb，Wo，Ta，Zr，Ti，V中的至少一种的氧化物或它们的混合物。
优选地，网络改性剂选自BaO，Bi2O3，PbO2，ZnO，Ga2O3，Al2O3，La2O3，Nb2O5，WO3，Ta2O5，ZrO2，TiO2，V2O5及它们的混合物。网络改性剂可以以30mol％或以下的量存在，优选地，20mol％或以下，特别优选10mol％或以下。
优选地，玻璃可以进一步包括MgO，CaO，SrO，BaO，ZnO，PbO中的一种或更多及它们的混合物。MgO，CaO，SrO，BaO，ZnO，PbO中的一种或更多及它们的混合物的可以以30mol％或以下的量存在，优选地，20mol％或以下，特别优选10mol％或以下。这些金属氧化物也可以是网络改性剂。
优选地，玻璃进一步包括一种或更多碱金属氧化物。特别优选地，玻璃进一步包括Li2O，Na2O和K2O中的一种或更多及它们的混合物。Li2O，Na2O和K2O中的一种或更多及它们的混合物可以以25mol％或以下的量存在，优选地，20mol％或以下，特别优选地，10mol％或以下。例如，碱金属氧化物可以以约9mol％的量存在。碱金属氧化物可以是网络改性剂。
优选地，玻璃进一步包括一种或更多金属卤化物，特别优选地，碱金属卤化物。金属卤化物可以是网络改性剂。
一种或更多金属卤化物可以选自BaCl2，PbCl2，PbF3，LaF3，ZnF2，BaF2，NaCl，NaF，LiF及它们的混合物。一种或更多金属卤化物可以以20mol％或以下的量存在。
玻璃可以进一步包括碱金属或碱土金属磷酸盐。
玻璃可以进一步包括包含磷和硼的增强化合物。增强化合物可以为磷或硼的氧化物。优选地，增强化合物包括P2O5，B2O3或它们的混合物。增强化合物可以增强玻璃的折射率。增强化合物可以引起无规光散射。
玻璃可以掺杂有镧系元素。玻璃可以掺杂有镧系元素氧化物。
玻璃可以掺杂有铒、镱、钕、镨、钬、铈、钇、衫、铕、钆、铽、镝或镥中的至少一种。
玻璃可以掺杂有一种或更多镧系元素离子。
优选地，玻璃掺杂有选自Nd3+，Yb3+，Er3+，Tm3+，Pr3+，Ho3+，Sm3+，Eu3+，Tb3+及Ce3+中的一种或更多种离子。
优选地，玻璃掺杂有Tm3+或Er3+，特别优选Er3+。
稀土掺杂剂通常以0.01到5mol％的范围的量存在，优选0.5到2mol％(例如约1mol％)。
装置能无序激射的波长是可选择的。通过选择具体的稀土掺杂剂或稀土掺杂剂的混合物可以选择波长。通过选择具体的稀土掺杂剂或稀土掺杂剂的混合物和使用合适的激发/泵机制，装置能无序激射的波长可以在600nm到5000nm的范围选择。
玻璃可以具有在1450至1650nm(例如约1550nm)范围内的发射峰。
玻璃在波长1535nm下可以具有大于1x10-21cm2的发射截面。
玻璃显示的光谱半峰全宽通常为50nm或以上。
玻璃可以为高折射率玻璃。玻璃，当为膜形式时，可以具有1.5或以上的有效折射率。770nm的厚度和633nm波长下的有效折射率通常为约1.55。
波导可以为光纤波导、条波导、平面波导或平板波导。优选的是平面波导。
特别地，波导为薄膜形式。薄膜厚度可以小于10,000nm(10μm)，优选小于5,000nm(5μm)，进一步优选小于1000nm，更进一步优选小于500nm。优选地，薄膜的厚度范围为115到777nm。
基底可以为硅基基底。基底可以为高分子基底。基底可以包括聚合物。基底可以包括电致发光装置。基底可以包括光致发光装置。
优选地，基底为硅基基底。硅基基底可以是或者包括硅，硅玻璃，氧化硅或氢化硅。硅基基底可以为半导体。
硅基基底在633nm下的有效折射率可以为约1.455。
借助电或光激发，装置能无序激射。装置受980nm连续波激光二极管光激发，在低于50μW的阈值下能无序激射。
装置可以是能在UV、可见、近红外或中红外光谱的波长下无序激射。
可以通过在硅基基底的存在下用来自超快激光器的入射辐射烧蚀靶玻璃获得装置。
独立的专利性的意义的是：在特定激发参数下，本发明的装置可能实现不同的激射波长的认知。
本发明另一方面提供一种激光器组件，其包括：
以上定义的装置；
位于装置下游且能够激发装置至激光输出的激振器。
激振器可以为聚焦激振器。
出乎意料地，通过简单地改变激振器和装置的相对位置，实现了组件在跨越整个自发发射线宽度(例如对铒为1512.75到1612.15nm)的不同波长下的激射
优选地，激光器组件为可调谐激光器组件。可调谐激光器组件可以在达到100nm的范围可调谐。
优选地，激光器组件进一步包括上游的探测器，能够测量装置的激光输出。
优选地，激光器组件进一步包括上游的收集器，能够收集装置的激光输出。
优选地，激振器和装置的角度位置可调节。这允许充分利用激光器组件的可调性。
优选地，激振器为电磁辐射源。例如，激振器可以为二极管激光器或发光二极管(LED或SLED)。激振器可以为半导体激光器。例如，激振器可以为垂直腔面发射激光器(VCSEL)。激振器可以为连续波激光器。
激振器可以为泵激光器。泵激光器可以具有980nm的输出波长。
本发明又一方面提供上述定义的装置的制造方法，其包括：
在基底存在下，用来自超快激光器的入射辐射烧蚀靶玻璃，借此在基底上沉积一些靶玻璃。
基底可以为硅基基底。基底可以为高分子基底。基底可以包括聚合物。基底可以包括电致发光装置。基底可以包括光致发光装置。
优选地，基底为硅基基底。硅基基底可以是或包括硅，硅玻璃，氧化硅或氢化硅。硅基基底可以为半导体。
优选地，靶玻璃被安装在转动的平台上。
基底可以与靶玻璃相距有间隔(例如约70mm的距离)。基底可以被加热(例如至600℃或更高的温度)。
入射辐射可以以40到80°(例如约60°)范围内的角度入射到靶玻璃上。
超快激光器可以为脉冲激光器。优选地，超快激光器能够发射使靶玻璃烧蚀的超短脉冲。超快激光器可以为飞秒或皮秒激光器。优选地，超快激光器为飞秒激光器。在本发明的方法中，超快激光器可以发射15ps或更小的脉冲(例如范围为5fs到15ps的脉冲)。优选地，在本发明的方法中，超快激光器发射150fs或更小的脉冲，优选地，范围50到150fs，特别优选约100fs。脉冲可以以1Hz到100MHz范围内的重复频率发射，优选地，1kHz到20MHz，进一步优选地，1kHz到1MHz，更进一步优选地，1kHz到200KHz。
超快激光器可以为模锁式。超快激光器的平均功率可以为80W或以下。特定地，波长为约800nm。
超快激光器可以(例如)为钛宝石激光器，二极管泵激光器例如Yb-掺杂或Cr-掺杂晶体激光器或纤维激光器。激光器可以为激元激光器或激态络合物激光器。
特定地，脉冲能量在1μJ到100mJ范围内，优选10μJ到100mJ(例如50到300μJ范围)。可以使用衰减器来选择性调节脉冲能量。
通常在真空室内实施方法。可以在减压下(例如在分压为约70mTorr的氧气的存在下)实施方法。方法持续的时间可以为30分钟或以上。
根据本发明的装置可以使用于通信、计算机或显示技术和激光器组件。根据本发明的装置可以使用于集成光学(例如作为信号源)，化学感测，环境感测，生物传感，微纳米光谱，光学通信，微流体装置，光流装置，太赫兹放大器，芯片实验室或光学层析。
将仅结合附图通过实施例对本发明的实施方式进行详细的描述，其中：
图1显示了使用根据本发明的一个实施方式的装置中的薄膜的UV-VIS-NIR波长区域记录的光透过率光谱(垂直入射)；
图2a显示了放大倍数为20x的图1膜的光学显微图像；
图2b显示了放大倍数为50x的图1膜的光学显微图像；
图2c显示了放大倍数为50x的图1膜的内侧面的的光学显微图像；
图3显示了膜的荧光光谱与玻璃靶的荧光光谱的对比；
图4显示了提供铒激光机制的铒离子的光子的吸收和发射；
图5a显示了膜在通过顺时针转动膜来改变泵激光器的入射线角度带来的不同收集角度θ时的荧光是如何监测的；
图5b显示了图5a限定的不同角度位置时获得的输出光谱；
图6a显示了对应39°(误差±0.5°)的角度时观察到的最长波长光谱；
图6b显示了在远低于1534nm、吸收截面比发射截面大的波长下也观察到了激射；
图6c显示了波长低至1515nm时观察到的激射；
图7显示了在两个不同泵功率下的激光器的光谱；
图8显示了集成输出强度对入射泵功率；
图9显示了一个玻璃膜样品的表面的部分的AFM图像；
图10显示了玻璃膜样品的激光发射输出；
图11显示了随不同角度θ而变化的阈值功率。
实施例
通过脉冲激光沉积在硅玻璃基底上制造掺杂铒离子的纳米多孔碲玻璃膜
以相对摩尔组成80mol％TeO2，10mol％ZnO和10mol％Na2O，通过批量熔炼和淬火TeO2，ZnO和Na2O制备靶标碲酸盐玻璃。玻璃掺杂有1mol％氧化铒。获得的靶标碲酸盐玻璃的组成为：80mol％TeO2，10mol％ZnO，9mol％Na2O以及1mol％氧化铒。碲酸盐玻璃具有提供强散射的非常高的折射率(在633nm下＞2)。
在室内距离靶标碲酸盐玻璃上方70mm处放置硅玻璃基底。室被抽至低于10-6Torr，氧气气氛维持在压力为70mTorr。基底加热器温度设定在700℃并且在沉积过程中保持在该温度。
使用飞秒激光器，通过烧蚀方法制备了玻璃薄膜。具有脉冲持续时间为100fs的激光器以60°的入射角度聚焦在靶标碲酸盐玻璃上。具有重复频率为500Hz的激光器的能量为52μJ。
实施3小时的激光烧蚀。以40rpm的速度转动靶标并在基底速度为20rpm时施加适当的光栅化以使目标均匀地烧蚀。在沉积后，快速将基底冷却至室温。
采取实证方法来最优化工艺参数从而最大化膜质量。即使靶标上的激光点相对于基底的相对位置在烧蚀过程中是不变，这也是成功的。归因于激光等离子体的密度分布，存在着厚度的调制作用。
性能
采用不同方法对上述借助飞秒激光器烧蚀在硅玻璃基底上制造的铒掺杂碲酸盐玻璃膜进行检测。
图1显示了使用UV-VIS-NIR波长区域记录的膜的光透过率光谱(垂直入射)。膜在波长区域内显示了非常高的透过率(＞98％)和表明良好一致性的显著干涉图案。
尽管以下呈现的仅是单膜的结果，但是具有更低厚度和不同孔隙率的膜也被观察到了激射。使用椭偏光谱法对膜的光学性能进行了考察，膜的光学性能显示了一些有趣的特性。从偏光谱数据获得的尺寸为3＊2cm2的的样品的中部的厚度为777nm，跨膜的厚度变化量为约150nm/cm。厚度变化量归因于沉积过程中激光烧蚀点与基底的相对位置保持不变和激光光束具有光点面积小于3000μm2的高斯强度分布。膜在进行激射实验的表面上的表面粗糙度的范围为17到23nm。该膜粗糙度导致了比用于制备膜的玻璃靶更低的有效折射率。使用椭偏光谱法测得的玻璃在633nm下的折射率为1.935，而膜在表面粗糙度为22.69nm的区域的折射率为1.549，在粗糙度为17.16纳米时为1.552。椭偏光谱法的结果清楚表明了纳米多孔膜。
图2a、2b、2c显示的膜的光学显微图没有发现裂纹或剥落。然而，表面的粗糙度是非常明显的。为了进一步理解膜的形态，采用了原子力显微镜(AFM)。图9显示了玻璃膜的表面的部分的AM图像。从图9可以清楚看到玻璃膜的纳米尺度的的表面粗糙度。基底上形成的玻璃线的尺寸表明了无序分布。
激光性能
使用具有输出峰为980nm的纤维引线的激光二极管的聚焦光束激发膜，在横切膜的方向收集荧光和使用附在爱丁堡仪器(UK)的荧光分光光度计上的液氮冷却光电倍增管。
图3显示了膜10与大块碲酸盐玻璃靶20的荧光光谱的对比。
铒离子的光子的吸收和发射通过图4显示的方法发生。泵激光器在大约980nm激发离子至4I11/2级，一些离子非辐射地松弛至4I13/2。该激发态的铒离子通过发射波长宽度峰为约1535nm的光子辐射地衰减到基态4I15/2。这种特别的发射已被成功运用于光纤以及波导放大器中，且是宽带纤维光通信系统成功的关键。
与靶标碲酸盐玻璃相比，膜的荧光信号谱宽变窄了。玻璃的FWHM为72.6nm，而膜的FWHM仅为31nm。这种光谱的变窄归因于无序介质中的散射和受激发射导致的自发发射的放大。
观察到的膜光谱是预测发射光谱在高于在最大增益波长下具有最大强度的阈值时变窄的模型的直接证据。这为光谱峰波长朝长波方向迁移和所观察到的膜的更长的11.9ms的荧光衰减寿命(而靶标的仅为3.8ms)所证明。
由于光谱窄化和更长寿命清楚地表明了具有局部性的无序激射，通过顺时针转动膜样品40来改变泵激光器30的入射角度(对应于θ)和用探测器50监测不同收集角度θ下的荧光(见图5a)。
在较长波长的铒增益带带尾和大约39°的收集角度，观察到激射。光谱显示了离散模式，最长波长激射模在1615.15nm。然后，通过在固定的37.39mW入射泵功率下改变角度来系统地记录激光器峰，在不同角度下得到的输出光谱显示在图5b中。
图6a显示了放大的对应39°角度(误差为±0.5°)时观察到的最长波长光谱。激光发射宽带跨越1604.3到1615.15nm的波长范围。分光计的分辨率为0.3，比这个宽度窄的峰没有分辨出。当收集角度增加时，峰激光波长朝铒离子的增益光谱的较低波长迁移。在铒离子的整个增益光谱中清楚观察到了无序激光器预测的光谱中的窄电位激射，并且还出乎意料地在吸收截面比发射截面大、远低于1534nm的波长也观察到激射(见图6b)。在波长低至1515nm时观察到激射(见图6c)。
图10显示了对入射泵功率绘图的波长范围为1610-1625nm的集成激光器强度。激光器的阈值为约290μW，但在膜的不同位置和不同激射波长下发生改变。不过，阈值在亚-mW范围，对波长超过1520nm的，是无序激光器最低的记录。
图11显示了随不同的角度θ而变化的阈值功率。不同θ值时的阈值功率排列在下面的表1中。
表1：阈值功率随不同的角度θ的变化
θ° 阈值功率(μW)
39 290
41 65
43 75
45 25
47 20
49 50
51 100
这是通过局部化放大的一个示范，即自发发射光子在无序介质中借助局部化放大。图6还显示了宽的放大的自发发射光谱。这是铒掺杂系统中的记载的最低波长激射，是多孔玻璃膜中光局部化的显著证据。
当膜以垂直于入射激光器光束的角度为方向时，激光器在膜上的光点大小为1.36mm。那意味着它是来自面积约1.45mm2或体积1.13＊10-3的激射。降低角度时光谱朝短波的移动归因于光子平均自由路径的缩短使得仅允许短波获得激射的阈值。
激光光谱和集成强度对入射激光功率的依赖性
将收集角度固定在48°，由于自发发射噪音，甚至在低于实验使用的激光器二极管的阈值时观察到激射。功率为～15μW。
图7显示了在两个不同泵功率下的激光光谱。图7中，通过比较两个不同功率下观察到的峰远大于激光阈值，优良的模稳定性显而易见。这是无序激射的另一特点。
阈值功率(＜26mW/mm2)在铒激光器和无序激光器的记载中是最低的。图8中显示了集成输出强度对入射泵功率。

Claims (5)

1.一种实现无序激射的方法，其包括：
制造一装置，该装置包括一基底、一稀土掺杂玻璃，该玻璃以波导的形式制作在所述基底上，其中，玻璃包括锗玻璃、钛玻璃或硫系玻璃，所述制造包括：
在基底的存在下，用来自超快激光器的入射辐射烧蚀靶玻璃，借以在所述基底上沉积一些靶玻璃；
其中，施加光栅化以使靶均匀地烧蚀，超快激光器发射15ps或更小的脉冲，靶上的激光点相对于基底的相对位置在烧蚀过程中是不变的，并且，激光光束具有光点面积小于3000μm2的高斯强度分布；
通过电磁辐射源激发所述装置；所述电磁辐射源为二极管激光器、发光二极管或连续波激光器。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，超快激光器为飞秒激光器。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，来自超快激光器的入射辐射以持续时间为150fs或更少的脉冲发射。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，来自超快激光器的入射辐射以重复频率范围为1Hz至100MHz的脉冲发射。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，入射辐射脉冲能量范围为1μJ至100mJ。
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