《可見光量子點光子晶體光纖雷射器研究》是依託浙江大學，由嚴國鋒擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：可見光量子點光子晶體光纖雷射器研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：嚴國鋒
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
量子點和光纖雷射器是目前國際研究的兩個熱點。兩者結合所產生的交叉研究課題——量子點光纖雷射器，目前重點還放在量子點光纖製備工藝水平的提升上，雷射器的實現和相關性能的研究更多停留在理論研究階段，缺乏實驗驗證和探索。本項目旨在通過新型量子點光子晶體光纖的設計和製備，開展可見光波段量子點光纖雷射器的實驗研究，力求解決其中涉及的關鍵理論和技術問題。具體研究內容涵蓋四個方面：1、設計基於量子點填充的大模場單模光子晶體光纖，並完成相應的製備和測試；2、基於所設計量子點光子晶體光纖傳輸特性，設計光纖雷射器結構並進行數值仿真最佳化；3、依據設計，製備量子點光子晶體光纖雷射器，進行測試和驗證；4、探索不同尺寸量子點共摻雜光譜特性的研究，設計製備多波長輸出可見光量子點光纖雷射器，以期實現準白光雷射輸出。本項目的開展，將推動量子點光纖雷射器的實驗研究，為可見光光纖雷射器的實現提供展新的思路。
結題摘要
可見光雷射器廣泛套用於生物醫學、感測和通信領域，目前可見光波段雷射器主要依靠利用頻率上轉換的方式實現光纖的可見光輸出，但存在著很多問題，全光纖的可見光雷射器的實現和相關性能的研究更多停留在理論研究階段，缺乏實驗驗證和探索。本項目旨在通過新型量子點光子晶體光纖的設計和製備，開展可見光波段量子點光纖雷射器的實驗研究，並拓展相關量子點和特種光纖在感知領域的套用。項目從量子點膠體材料的製備，光子晶體光纖的設計出發探索量子點摻雜的光子晶體光纖實現。從腔鏡製備和量子點摻雜的光子晶體光纖測試出發，探索量子點光纖雷射器實現。從多顆粒量子點供摻和複合腔鏡製備出發，探索實現多波長可見光輸出的量子點光纖雷射器的可能性。基於量子點膠體、UV膠材料以及所設計的特種光纖開展了光纖感測研究，在溫濕度、有機揮發氣體和液位感測等方面做了探索。探究了量子摻雜光子晶體光纖的設計，以UV膠為基底實現了CdSe/ZnS量子膠體製備，測試完成量子點摻雜光纖的樣品製備和螢光光譜測試，確定了在高摻雜濃度下輸出功率最優的光纖長度約為1cm，為雷射器增益光纖的最佳化奠定了基礎。完成了基於介質膜和光纖光柵的腔鏡製備探索，利用60%和90%反射率的介質膜形成FP 腔濾波器，觀察到了652nm可見光激射輸出現象。從實驗室證實了全光纖量子點光纖雷射器的可能性，為進一步最佳化全光纖的可見光光纖雷射器做了有益的探索。基於所設計的Bragg光纖，完成了液位感測器的研究，實現了折射率不敏感，液位感測靈敏度達到約為-1.110 dB/mm。 基於量子點膠體塗覆微納光纖，實現了基於螢光氣體感測器研究，開發U型封裝的感測器件，對酒精蒸汽實現了−3.3%/ppm高靈敏度和1.1s快速的時間回響。完成了基於UV膠和微結構光纖複合法玻腔（FP）結構的光纖準分散式溫濕度感測器的研究，實現了10%RH-90%RH大範圍多點同時測量。本項目以全光纖可見光雷射器研究為主要目標，藉助所製備材料設計光纖等成果探索了感測領域的套用，不僅有重要的科研意義，而且具有廣闊的套用前景。
