碳化矽雷射器的製作方法

2023-07-20 13:00:06

專利名稱：碳化矽雷射器的製作方法
領域雷射器領域現有技術傳統的雷射器有半導體雷射器、氣體雷射器等。其工藝複雜、製造成本高。最近美國西北大學H.CAO等發明了一種GaN和ZnO粉體雷射器。它在三倍頻鎖模Nd:YAG雷射器泵浦下發射的雷射頻率在超紫外區。但它有以下缺點，激發閾值高，發射的頻率同時有幾個[1]。
任務針對以上缺點，本發明採用一種新的材料一碳化矽(SiC)粉體製造雷射器，其特點是泵浦閾值極低，且發射的雷射頻率是相當穩定的單一頻率。本發明所用的材料要求不嚴，從微米級到納米級均可，或納米到微米級的混合體。碳化矽(SiC)的顆粒形狀可為球狀、不規則狀或纖維狀、晶須等形狀。
內容所用為各種方法製備的碳化矽(SiC)粉體。碳化矽(SiC)粉體為微米級、納米級，或微米級到納米級的混合體。碳化矽(SiC)的晶體結構可為立方、六方及任意多型。碳化矽(SiC)的顆粒形狀可為球狀、不規則狀或纖維狀、晶須等形狀。粉體可置於任何襯底或任意形犬的容器中，也可以粘貼到任何材料的表面。面積不小於50μm2，厚度大於1μm。
用不同波長的泵浦雷射源泵浦，其所發射的雷射頻率不同。在三倍頻鎖模Nd:YAG雷射器泵浦下發射的雷射頻率在超紫外區。用Ar+雷射作為泵浦源則出射藍色雷射。出射雷射的線寬小於0.3nm。所以可稱為可變頻雷射器。泵浦源雷射的束斑可以是條帶狀也可以是點狀的。泵浦源雷射可採用從X射線雷射到紅外波段的雷射器，都能發出比泵浦雷射稍長的雷射。
在不同功率的泵浦源下，其發射雷射的強度是連續可調的。即在泵浦源的頻率固定的情況下，碳化矽(SiC)粉體出射的雷射功率是連續可調的。
雷射產生的原理是碳化矽(SiC)粉體是強的發光材料，發光效率高。粉體中的高度無序結構，使發光產生光散射，散射光在空間形成光學諧振腔，諧振腔中的光「自我形成」雷射。這是一種典型的協同現象。由於諧振腔是球形的，所以發出一種頻率的雷射。雷射在空間全方位發射，具有空間均勻性。
優點(1)各種晶體結構、各種形狀及微米級以下的各種粒級碳化矽(SiC)粉體都能作為本發明的雷射器材料。
(2)泵浦源雷射可採用從X射線雷射到紅外波段的雷射器，都能發出比泵浦雷射稍長的雷射。
(3)本雷射器的輸出功率連續可調。
(4)在空間全方位發射雷射。
參考文獻1．H.Cao,et al. Appl.Phys,Lett.,Vol.73,No.25,21 Dec(1998)實例材料納米碳化矽(SiC)晶須粉體鬆散粉體，厚度為1.0微米，面積為1*1mm2。
襯底玻璃或白紙。
泵浦源Ar+雷射器(514nm)。任意方向入射，泵浦功率從0.001mW到35mW。全方位可接收到波長為536nm的雷射，雷射線寬小於0.3nm。碳化矽(SiC)粉體出射的雷射強度隨泵浦雷射的功率連續可調。
附

圖1粘貼或置於任意襯底上的碳化矽(SiC)粉體雷射器附圖2粘貼或置於任意形狀容器中的碳化矽(SiC)粉體雷射器
權利要求
(1)各種方法製備的碳化矽(SiC)粉體為微米級、納米級，或微米級到納米級的混合體。
(2)碳化矽(SiC)的晶體結構可為立方、六方及任意多型。
(3)碳化矽(SiC)的顆粒形狀可為球狀、不規則狀或纖維狀、晶須等形狀。
(4)粉體可置於任何襯底或任意形狀的容器中，也可以粘貼到任何材料的表面，或製成陣列。
(5)泵浦源雷射可採用從X射線雷射到紅外波段的雷射。泵浦源雷射的束斑可以是條帶狀也可以是點狀的。
全文摘要
碳化矽(SiC)粉體雷射器是一種單頻、強度連續可調的新型雷射器。它需要雷射來泵浦,並且隨泵浦雷射的頻率不同,碳化矽(SiC)粉體出射的雷射頻率也不同。碳化矽(SiC)粉體出射的雷射為空間全方位的。碳化矽(SiC)粉體的平均粒徑從微米級到納米級均可,或納米到微米級的混合體。SiC的顆粒形狀可為球狀、不規則狀或纖維狀、晶須等形狀。產生雷射的碳化矽(SiC)粉體要求一定的厚度和面積,一般為面積不小於50μm
文檔編號H01S3/16GK1304195SQ99120120
公開日2001年7月18日 申請日期1999年12月13日 優先權日1999年12月13日
發明者張洪濤 申請人:張洪濤