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文檔簡介
1、近年來,新興的光微流激光技術(shù)已經(jīng)成為制作芯片式光子設(shè)備和化學(xué)生物傳感器的科技平臺。目前,已經(jīng)有多種光微流諧振腔應(yīng)用于微流控芯片技術(shù)中,包括法布里-珀羅(FP)微腔、分布式反饋光柵、光學(xué)環(huán)形諧振腔等。其中,F(xiàn)P微腔的優(yōu)點是容易實現(xiàn)、和微流體有很好的兼容性、可使用任何折射率的增益溶液,比其他類型的微腔更加靈活。同時,F(xiàn)P微腔可以使增益介質(zhì)與腔內(nèi)電磁場充分接觸,實現(xiàn)體激光出射,在單細胞激光出射及檢測等方面具有廣泛應(yīng)用。
然而,目前基
2、于FP微腔的光微流激光芯片主要有兩個缺點。首先,大部分FP微腔利用金屬鍍膜的腔鏡作為反射鏡,反射率較低(理論上最大的反射率約為95%),因此,該類型FP微腔的精細度和品質(zhì)因子(Q值)較低。第二,通常的FP微腔使用一對平面腔鏡形成諧振腔,該腔為介穩(wěn)腔,在腔與微流控芯片的封裝和集成過程中,容易造成傾斜損耗等,使得此腔的精細度和品質(zhì)因子進一步降低。因此采用一般的FP微腔產(chǎn)生光微流激光時,往往具有較高的激光泵浦閾值。
為解決以上問題,
3、本項目圍繞高穩(wěn)定平凹型FP微腔及光微流激光芯片的制備,在低閾值光微流激光的產(chǎn)生等方面做了如下工作:
1.采用CO2激光微加工技術(shù)在熔融石英玻璃基底上制備出一系列微凹面型結(jié)構(gòu),并通過離子束濺射的方法在具有微凹面結(jié)構(gòu)和平面石英玻璃基底上鍍制了多層反射介質(zhì)膜,中心波長的反射率可大于99.9%。隨后采用此平面鏡和凹面鏡構(gòu)成穩(wěn)定的平凹型FP微腔,實驗測量表明此穩(wěn)定腔的Q值可達到5.6×105,精細度可達到4×103,比現(xiàn)有的光微流激光F
4、P腔高100多倍。
2.利用微流封裝技術(shù)制備了基于FP微腔的光微流激光芯片,采用溶于無水乙醇的羅丹明6G染料作為增益介質(zhì)。實驗結(jié)果表明在平凹型FP微腔中可實現(xiàn)90 nJ/mm2的低激光泵浦閾值,比相同芯片中平面FP微腔的激光泵浦閾值低十倍多;同時,在該芯片上實現(xiàn)了多束光微流激光的出射,即光微流激光陣列產(chǎn)生。隨后,通過縮短腔長法,實現(xiàn)了單模光微流激光出射。
3.通過改變增益染料的濃度,探測了在平凹型FP微腔中可以實現(xiàn)光
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