[发明专利]一种白光量子点光纤激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种白光量子点光纤激光器，属于光纤激光器领域，尤其涉及量子点光纤激光器领域。

背景技术

发射白光的激光器一般装置较为复杂，白光激光器需要采用声光调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，最终合成白光输出。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。

连续白光激光在光通信、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。

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，由光纤光栅构成反射腔；实现白光输出的量子点光纤激光器具有结构简单，易于制造、能够实现白光激光输出等特点，可广泛用于光纤技术的各个领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种白光量子点激光器。该激光器不但能够产生宽带、超平坦的白光激光，而且具有结构简单、运转稳定等特点。

本发明通过以下技术方案实现：包括第一光纤光栅、半导体蓝光激光器、波分复用器、量子点掺杂光纤、第二光纤光栅和激光输出端。波分复用器的信号输入端接第一光纤光栅，泵浦输入端接半导体蓝光激光器，输出端接量子点掺杂光纤，量子点掺杂光纤再接第二光纤光栅的反射端，透射端为激光输出端。

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，在激光输出端可得到连续、超平坦的白光激光。

附图说明

图1是本发明的一种白光量子点光纤激光器的示意图；

图2不同尺寸量子点被蓝光激发时的光谱图；

具体实施方式

参照图1，本发明白光量子点光纤激光器的装置包括第一光纤光栅1、半导体蓝光激光器2、波分复用器3、量子点掺杂光纤4、第二光纤光栅5和激光输出端6。波分复用器的信号输入端接第一光纤光栅，泵浦输入端接半导体蓝光激光器，输出端接量子点掺杂光纤，量子点掺杂光纤再接第二光纤光栅的反射端，透射端为激光输出端。其中量子点掺杂光纤中的量子点可采用核-壳结构的CdSe/ZnSe或CdSe/ZnS或CdSe/CdS或CdS/ZnS或CdS/HgS的量子点。量子点的大小为2nm～6nm范围。第一光纤光栅是一系列(至少三个)的满足谐振波长位于红、绿、蓝典型波长光纤布拉格光栅构成的宽带布拉格反射器，第二光纤光栅采用一系列(至少三个)的啁啾光纤光栅。图2描述的是不同尺寸核壳结构的CdSe/ZnSe量子点受蓝光激发时的光致发光光谱图。从图中可以看出，如被蓝光激发时，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时分别发射峰值波长分别位于510、540、555、580、585、590、595和620nm。因此，本实例中将大小分别为2.2nm～3nm和4nm～5nm和4nm～5nm范围的三种核壳结构CdSe/ZnSe量子点掺杂进石英光纤，得到蓝光、绿光和红光，三种色光混合后得到白光，反馈增益后输出白光激光。