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专利号: 2018108464498
申请人: 武汉工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种低阈值表面等离子体纳米激光器,其特征在于,包括:增益介质纳米线(1)、第一SiO2层(2)、石墨烯纳米带(3)、第二SiO2层(4)、金属纳米线(5)以及空气槽(6),其中:石墨烯纳米带(3)包裹在金属纳米线(5)上;第一SiO2层(2)、空气槽(6)、第二SiO2层(4)均设置在石墨烯纳米带(3)上方,且第一SiO2层(2)和第二SiO2层(4)对称设置在空气槽(6)的两侧;增益介质纳米线(1)设置在第一SiO2层(2)和第二SiO2层(4)的上方,空气槽(6)将增益介质纳米线(1)和石墨烯纳米带(3)间隔开;空气槽(6)与两侧的第一SiO2层(2)、第二SiO2层(4)的连接处形成两条棱,增益介质纳米线(1)通过这两条棱分别与第一SiO2层(2)、第二SiO2层(4)相连。

2.根据权利要求1所述的低阈值表面等离子体纳米激光器,其特征在于,增益介质纳米线(1)的材料为硫化镉、氧化锌、氮化镓、砷化镓、硒化镉、卤化铅钙钛矿中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的低阈值表面等离子体纳米激光器,其特征在于,增益介质纳米线(1)的结构为:通过元素掺杂形成的量子阱结构、超晶格结构或有机-无机杂化钙钛矿结构。

4.根据权利要求1所述的低阈值表面等离子体纳米激光器,其特征在于,增益介质纳米线(1)的腔体结构为环形或柱形;增益介质纳米线(1)的横截面形状为三角形、正方形、圆形、六边形、五边形、椭圆、梯形中任意一种。

5.根据权利要求1所述的低阈值表面等离子体纳米激光器,其特征在于,金属纳米线(5)的材料为金、银、铝、铜、钛、镍、铬中任意一种或几种的合金。

6.根据权利要求1所述的低阈值表面等离子体纳米激光器,其特征在于,第一SiO2层(2)、石墨烯纳米带(3)、第二SiO2层(4)构成基底层,用于支撑并隔离增益介质纳米线(1)和金属纳米线(5)。

7.根据权利要求1所述的低阈值表面等离子体纳米激光器,其特征在于,增益介质纳米线(1)和石墨烯纳米带(3)以及金属纳米线(5)的表面等离子体激元发生耦合,在空气槽(6)内形成深亚波长约束的杂化等离子体激元振荡光场。

8.根据权利要求1所述的低阈值表面等离子体纳米激光器,其特征在于,增益介质纳米线(1)的半径和金属纳米线(5)的半径比值在0.89到1.33之间。

9.根据权利要求1所述的低阈值表面等离子体纳米激光器,其特征在于,空气槽(6)的宽度为90nm时,其损耗和阈值达到最低,分别为0.0096和0.14μm-1,归一化模式面积为

0.004。