软刻蚀法制备分布反馈式固态染料激光介质的研究

摘要

随着激光器向着固态化和小型化发展,基于分布反馈(Distributed-feedback,DFB)结构的固态染料激光介质在光学集成、实用化的方向上具有举足轻重的地位。分布反馈激光器由于具有无腔镜、窄线宽、可调谐、易于集成和超短脉冲输出等重要特性,在很多应用领域、科研方向有着广泛的发展前途。染料激光介质的固态化能简化庞大的液态循环装置且更换方便,可延长染料使用寿命,减少染料对人体可能的毒害。软刻蚀技术作为一种非传统光刻蚀技术在微结构制造领域有着显而易见的优越性。
　　 本文旨在研究基于软刻蚀技术制备分布反馈式固态染料激光介质,并开展了以下几方面的研究工作：⑴使用全息双光束干涉方法制备一维及二维光栅,作为软刻蚀法复制分布反馈结构的母版。⑵研究软刻蚀技术的工艺流程,选择合适的印章材料、获得关键参数,为复制分布反馈结构提供实验基础。⑶利用溶胶.凝胶法,通过设计、调整先驱体组成,获得适合制备分布反馈结构的含锆及含乙基两种杂化薄膜波导的工艺技术。运用棱镜耦合仪对样品厚度和折射率等参数进行测量。⑷利用软刻蚀法在含锆的染料薄膜波导上制备一维及二维的分布反馈结构,运用原子力显微镜,扫描电镜对样品进行形貌表征。并研究532nm脉冲激光泵浦条件下样品的激光发射特性,包括样品的激光发射的中心波长以及阈值等。⑸利用软刻蚀法在染料掺杂的乙基杂化薄膜上制备含一维分布反馈的准波导结构,并且通过在其上制备了高折射率的含锆的杂化薄膜,改善了激光性能。