CN1564391A - LiF晶体微米线色心激光器的制作方法 - Google Patents
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Abstract
一种LiF晶体微米线色心激光器的制作方法，其特征是先将LiF的薄晶体片，在飞秒激光的辐照下，利用步进电机移动晶体，在该晶体上形成长为1mm，宽为几个微米的微米线。该方法的具体工艺步骤如下：①先将LiF晶体切割成薄晶体片，然后进行抛光，光洁度大于Ⅲ级；②用经透镜聚焦后功率为14－48mW的飞秒激光辐照LiF晶体，同时利用步进电极以8－12μm/s的速度移动晶体，形成宽3.5－7μm长为1mm的辐照线。本发明LiF晶体中微米线激光器的制作方法，可以实现微米级的微区激光器的制作，激光谐振腔的方向可任意控制、尺寸准确，易于操作。此种色心激光器的制作有可能用于未来全光学回路中。
Description
技术领域
本发明与氟化锂(以下简称LiF)晶体有关，涉及一种LiF晶体微米线色心激光器的制作方法。
背景技术
许多科学家预言：二十一世纪，全光学回路将取代现有的电学回路，但如何实现光束的任意控制和材料的任意剪切一直是最大难题。激光尤其是飞秒激光的出现，为人们研究物质的新现象、新性质提供了有利的工具。飞秒激光因其具有高的能量密度和光子密度，使原本透明的、对光子不吸收的玻璃或晶体等物质可以通过多光子过程而产生吸收，形成色心，从而引起一系列性质的改变，如：折射率的改变，稀土离子的还原，制备光栅，形成光致晶体相变，光致发光性能、荧光性能的等。
碱土金属经飞秒激光辐照后可以产生大量的色心，如V3心，F心，R1心，R2心，F2心及N心等，而其中的F2色心可以制作色心激光器。色心激光器有一系列的优点：
首先，几乎每种激活色心都在近红外区的不同波段处有很宽的荧光发射带；
第二，各激活色心的增益截面都很大，约10-16-10-17cm-2，比其他常见的高增益介质如Nd：YAG大3-4个数量级；
第三，激活色心的荧光寿命比较短；
第四，激活色心的吸收带大都在可见区或近红外边缘，带宽很宽。
目前色心激光器还是用传统的谐振腔，腔的两端有反射镜。它的缺点是无法实现微区(微米级)激光器的制作，并且谐振腔必须是直的，无法实现光路的任意控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服上述现有色心激光器的缺点，提供一种LiF晶体微米线色心激光器的制作方法，以实现微米级的激光器的制作，而且激光振荡腔可以制成任意形状。
本发明的基本思想是：在LiF晶体的单晶片上，通过聚焦飞秒激光的辐照，形成有大量F2色心的微米线，并且微米线由于四周折射率高而形成光波导，然后利用形成的F2色心制成微米线色心激光器。
本发明的技术解决方案如下：
一种LiF晶体微米线色心激光器的制作方法，其特征是先将LiF的薄晶体片，在飞秒激光的辐照下，利用步进电机移动晶体，在该晶体上形成长为1mm，宽为几个微米的微米线。
该方法的具体工艺步骤如下：
①先将LiF晶体切割成薄晶体片，然后进行抛光，光洁度大于III级；
②用经透镜聚焦后功率为14-48mW的飞秒激光辐照LiF晶体，同时利用步进电极以8-12μm/s的速度移动晶体，形成宽3.5-7μm长为1mm的辐照线。
所述的飞秒激光为800nm，120fs，200kHz的钛宝石激光器。
所述的步进电机的最佳速度为10μm/s。
将飞秒激光的辐照LiF的薄晶体片，当利用步进电机慢慢带动晶体运动时，在飞秒激光强电场、高温高压的作用下将在晶体上形成长为1mm，宽为几个微米的微米线，在该微米线中形成大量的F2心，该微米线中间的密度变小，周围的密度变大，形成光波导。在激光的泵浦下，F2心产生的激光可以在光波导中沿任意方向传播，这就是本发明的基本思想。
本发明的技术效果是：
本发明提出了一种用飞秒激光实现LiF晶体微米线色心激光器的制作方法，该方法与先前的激光器相比，具有可以实现微米级激光器、激光振荡腔可以制成任意形状，特别是可以制成弯曲的，可以自由地在LiF晶体材料上制备等优点。
具体实施方式
本发明用飞秒激光实现LiF晶体微米线色心激光器的制作方法的具体工艺流程如下：
<1>先将LiF晶体切割成4mm×4mm×1mm的薄晶体片，然后进行抛光，光洁度大于III级；
<2>用经透镜聚焦后功率为14-48mW的飞秒激光辐照LiF晶体。利用步进电机以10μm/s的速度慢慢移动晶体，形成宽5um长为1mm的辐照线。
下面给出一个具体的实施例：
飞秒激光为800nm，120fs，200kHz的钛宝石激光器。所述的飞秒激光的功率为30mW。步进电机的速度为10μm/s。按上述方法制成的LiF晶体中微米线色心激光器，在450nm的激光泵浦下，获得了740nm波长的激光。
Claims (4)
1、一种LiF晶体微米线色心激光器的制作方法，其特征是先将LiF的薄晶体片，在聚焦的飞秒激光的辐照下，同时利用步进电机移动晶体，在该晶体上形成长为1mm，宽为几个微米的微米线。
2、根据权利要求1所述LiF晶体微米线色心激光器的制作方法，其特征是该方法的具体工艺步骤如下：
①先将LiF晶体切割成薄晶体片，然后进行抛光，光洁度大于III级；
②用经透镜聚焦后功率为14-48mW的飞秒激光辐照LiF晶体，同时利用步进电极以8-12μm/s的速度移动晶体，形成宽3.5-7μm长为1mm的辐照线。
3、根据权利要求2所述的LiF晶体微米线色心激光器的制作方法，其特征是所用的飞秒激光为800nm，120fs，200kHz的钛宝石激光器。
4、根据权利要求2所述的LiF晶体微米线色心激光器的制作方法，其特征是步进电机的速度为10μm/s。
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