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专利号: 2021115623486
申请人: 华侨大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于金属腔表面等离激元激光可控输出装置,其特征在于:包括:

表面等离激元激光器,它包括金属腔和表面等离激元波导;该金属腔包括第一腔镜和第二腔镜,第一腔镜开设输出窗口;该表面等离激元波导包括透明衬底层、位于透明衬底层上的增益介质层、位于增益介质层上的绝缘介质层和位于绝缘介质层上的金属膜层;

激光输出波导,它和第一腔镜的输出窗口相连,通过输出窗口输出激光及控制激光能量,通过激光输出波导控制激光传输方向;该金属腔和激光输出波导是利用刻蚀技术嵌入在表面等离激元波导中,且刻蚀深度延伸至透明衬底层;及反射镜,它以45°倾斜角设在激光输出波导的末端,用来观察波导中的表面等离激元激光;

其中:该输出窗口沿第一腔镜和第二腔镜的间隔方向贯穿第一腔镜布置,该激光输出波导由输出窗口周缘沿背离第二腔镜方向延伸而成,该激光输出波导内形成接通输出窗口的激光输出通道,该激光输出通道由输出窗口向外呈渐大布置;该金属腔和激光输出波导的制备方法包括:利用刻蚀技术在表面等离激元波导上刻蚀出一个与金属腔和激光输出波导同样形状和尺寸的区域;在上述刻蚀后的区域上覆盖一层金属膜,以使被刻蚀的区域完全填充满金属从而形成金属腔和激光输出波导。

2.根据权利要求1所述的基于金属腔表面等离激元激光可控输出装置,其特征在于:该激光输出波导的结构为直线型、环形、半圆形、S形或Y形金属波导。

3.根据权利要求1所述的基于金属腔表面等离激元激光可控输出装置,其特征在于:该金属腔由第一腔镜和第二腔镜两个垂直银反射镜组成,两个银反射镜之间的距离为5‑7μm,宽度均为2.5‑3.5μm,厚度为350‑450nm,银反射镜的顶端与金属膜层相连接,最底端位于透明衬底层中,且在透明衬底层中的刻蚀深度为120‑140nm。

4.根据权利要求1所述的基于金属腔表面等离激元激光可控输出装置,其特征在于:该金属膜层为180‑220nm厚的银金属膜,该绝缘介质层为5‑50nm厚的二氟化镁膜,该增益介质层为硒化镉纳米带且厚度为160‑200nm;该增益介质层紧贴在绝缘介质层表面上且其间无间隙,该金属膜层镀在绝缘介质层上。

5.根据权利要求1所述的基于金属腔表面等离激元激光可控输出装置之输出方法,其特征在于:包括:泵浦光经透明衬底层一侧入射至金属腔中的增益介质层上;

当泵浦光功率超过表面等离激元模式的激射阈值,金属腔中形成表面等离激元激光;

表面等离激元激光通过输出窗口并沿激光输出波导输出激光。