带有多孔二氧化硅间隔层的导模共振光栅实现染料激光器发射增强

• 作者: 崔涛 王康妮 钱林勇 高凯歌
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 光栅 导模共振 染料激光器 多孔二氧化硅
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
• 页码范围: 286-294
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.70.20201017

摘要

导模共振光栅是一种典型的平面波导共振结构,可在光栅表面或波导层内形成较强的局域电场,能增强光与物质的相互作用.本文在导模共振结构的光栅层和基底层之间,引入低折射率的多孔二氧化硅间隔层,显著增强了局域电场与增益介质的接触度.结果表明,引入多孔二氧化硅后,共振产生的电场增强区域上移至激光染料层,增加了激光染料与电场的相互作用,实现了激光出射增强.本文基于时域有限差分法,对结构参数进行分析优化,研究了820 nm共振波长激发下的出射激光特性,得到了连续的激光出射,其能量阈值约为2.5 mJ/cm2,线宽约为0.3 nm.本文提出的结构实现了对表面局域电场的有效调控,增强了激发光与增益介质的相互作用,不但可应用于激光器,还为其它发光器件的设计提供了参考.