[发明专利]深紫外微腔激光器

说明书

本发明属于激光器技术领域，具体涉及一种深紫外微腔激光器。所述深紫外微腔激光器包括：椭圆腔体，以及位于所述椭圆腔体内的发光微米棒和激发光源；所述发光微米棒由上转换发光材料M‑N³⁺组成；其中，M为晶体材料和/或微晶玻璃，N³⁺为实现上转换发光的稀土离子；所述发光微米棒沿发光方向的两端设置有分布式布拉格反射膜；所述激发光源激发所述发光微米棒深紫外发光，所述椭圆腔体的内表面设置有全反射所述激发光源的反射膜。该深紫外微腔激光器可以大大提高上转换激发效率，具有很好的化学稳定性，而且吸收效率高，能够充分吸收激发泵浦光源的能力，同时具有结构简单、成本低的特点。

技术领域

本发明属于激光器技术领域，具体涉及一种深紫外微腔激光器。

背景技术

近年来，低成本微型深紫外激光器(＜320nm)发射波长可调的高能深紫外激光具备杀死细菌、病毒及真菌的功能。因此，微型深紫外激光器在空气、水(即实现低成本饮用水消毒器和空调系统)及食物(即食品保鲜)净化等方面具有广泛的应用前景。通过对深紫外激光光源的选择，可使其聚焦斑点尺寸降低到几十纳米的范围，这不仅有利于提高光学数据存储精密度，还有助于实现非接触光刻系统(即促进开发下一代超高密度集成电路)。迄今为止，AlGaN基半导体激光器作为实现微型深紫外激光器的核心技术，其成熟的制备技术被国外企业长期垄断，严重限制了深紫外激光器件在我国的应用。

目前，通过稀土离子(镧系)掺杂纳米颗粒可以实现将低能量近红外光子转换为高能量深紫外光，而激光器由于其极低的上转换吸收效率以及热稳定性差的缺陷，难以实现深紫外发光尤其是小于310nm的激发发射。

因此，现有技术有待改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种深紫外微腔激光器，旨在解决现有深紫外激光器的上转换吸收效率低，热稳定性差，难以实现小于310nm的深紫外激发发射的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种深紫外微腔激光器，所述深紫外微腔激光器包括：椭圆腔体，以及位于所述椭圆腔体内的发光微米棒和激发光源；

所述发光微米棒由上转换发光材料M-N³⁺组成；其中，M为晶体材料和/或微晶玻璃，N³⁺为实现上转换发光的稀土离子；所述发光微米棒沿发光方向的两端设置有分布式布拉格反射膜；

所述激发光源激发所述发光微米棒深紫外发光，所述椭圆腔体的内表面设置有全反射所述激发光源的反射膜。

在一个实施例中，所述椭圆腔体的横截面的椭圆标准方程为其中，2cma10cm，2cmb10cm，a＞b。

在一个实施例中，所述椭圆腔体的焦点位置F1的坐标为焦点位置F2的坐标为所述发光微米棒位于所述焦点位置F1，所述激发光源位于所述焦点位置F2。

在一个实施例中，所述分布式布拉格反射膜对200-320nm的深紫外波段具有85-95％的反射率。

在一个实施例中，所述激发光源的激发波长为980nm，所述椭圆腔体的内表面设置的反射膜为全反射980nm的光。

在一个实施例中，所述激发光源为脉冲激光器光源或者连续激光器光源。

在一个实施例中，所述发光微米棒的直径为100-200μm，所述发光微米棒的长度为1000-2000μm。

在一个实施例中，所述上转换发光材料M-N³⁺中，晶体材料选自LaF₃和YAG中的至少一种；和/或，