[发明专利]一种基于多层异型阵列孔结构的近-中红外宽带光源

说明书

本发明公开了一种基于多层异型阵列孔结构的近‑中红外宽带光源，本发明采用近红外激光激发多层异型阵列孔结构的玻璃的荧光产生连续红外光，氟化物玻璃具有良好的近中红外透过性，各氟化物玻璃层中掺入的稀土离子在激光激发下释放出相应波段的荧光，通过该异型孔结构下各波段的荧光叠加实现2～4μm的近‑中红外宽带光的输出；该发明可根据宽带光的需要，灵活地调节对应层号上稀土离子掺杂浓度辅以玻璃厚度和孔阵列结构设计实现，具有体积小、功耗低、便于集成和造价低的优势。

技术领域

本发明属于光功能玻璃领域，具体涉及一种基于多层异型阵列孔结构的近-中红外宽带光源。

背景技术

随着光电技术的发展，光电探测产业越来越趋于成熟。2～4μm波段覆盖了众多重要分子的特征谱线分子指纹图谱，所以该波段在化学、物理、医学应用研究、分子生物学、安全检测及分子痕迹探测等方面具有重要的应用，现有的以卤钨灯为代表中红外光源具有热发光效率低，温度高，不便移动等缺陷。

红外LED、红外激光器等其他几种红外光源波谱较窄，覆盖2～4μm的光源较少，而近中红外波段是探测领域的热门波段。

超连续光源正在从实验室走向应用阶段，但其技术不够成熟，且专利权在少数国外公司手中，价格昂贵。

基于以上现状，需提出一种低制作成本的新型近中红外连续谱的光源技术方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于多层异型阵列孔结构设计的低成本近-中红外宽带光源，以解决上述现有技术存在的问题，实现2～4μm近-中红外宽带光源,效率高、成本低、方便携带。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种基于多层异型阵列孔结构的近-中红外宽带光源，所述近-中红外宽带光源包括：

一个近红外半导体激光光源，用于产生激发光；

一个利用掺杂稀土离子的多层异型阵列孔结构氟化物玻璃结构，用于受近红外光源激发产生连续的近-中红外光荧光；

一个2～4μm的宽带滤光片，用于产生对应的连续谱光。

进一步的，所述近红外半导体激光光源可以是单一波长光源，也可以是多光源。

进一步的，所述近红外半导体激光光源为808nm商用半导体激光器或者810nm半导体激光器。

进一步的，所述光源是一种周边用环氧粘结+边框压紧封接好的多层氟化物玻璃片的异型阵列孔结构，每层结构为一块掺杂了特定稀土的孔阵列结构的氟化物玻璃片。

进一步的，所述多层异型阵列孔结构稀土掺杂氟化物玻璃的制备方法如下：

(1)制备掺杂稀土离子的氟化物玻璃；

(2)将步骤(1)制备的掺杂稀土离子的氟化物玻璃加工成薄片状结构；

(3)多层层状氟化物玻璃经过微加工打孔形成孔阵列，每个孔深控制得激发光能达到目标号层玻璃片上，封装后得到掺杂稀土离子的多层异型阵列孔结构氟化物玻璃。

进一步的，步骤(2)中由光入到光出方向每层氟化物玻璃片掺入的稀土离子依次是Pr³⁺、Tb³⁺、Ho³⁺与Tm³⁺共掺、Dy³⁺、Tm³⁺。

进一步的，步骤(3)中所述多层层状氟化物玻璃为5层，5层氟化物玻璃经过微加工，打孔形成4×4或5×5孔阵列，孔深设计得正好让入射光无损到达目标号层玻璃上，5层氟化物玻璃可根据实际激发的荧光效率和需要来分配具体孔的数目，最终得到封接到一起的掺杂了稀土离子的多层异型孔阵列结构氟化物玻璃结构。