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专利号: 2023101986182
申请人: 深圳技术大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 光学
更新日期:2026-04-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于光纤内圆柱形腔体的回音壁模式谐振器,其特征在于,包括光纤本体,在光纤本体上开设有圆柱形腔体,所述圆柱形腔体的中心轴线与光纤本体的中心轴线相垂直,所述圆柱形腔体的顶端呈开口状,圆柱形腔体的底端位于光纤本体内部,其中,一部分或者全部的圆柱形腔体遮挡光纤本体的部分传输光束,使得光纤本体的部分传输光束沿切向耦合到圆柱形腔体内壁,然后在圆柱形腔体内壁上周期性传播形成回音壁模式谐振。

2.根据权利要求1所述的基于光纤内圆柱形腔体的回音壁模式谐振器,其特征在于,当光纤本体为多模光纤时,所述圆柱形腔体直径小于多模光纤纤芯直径,且圆柱形腔体底端位于多模光纤纤芯内。

3.根据权利要求2所述的基于光纤内圆柱形腔体的回音壁模式谐振器,其特征在于,所述圆柱形腔体的中心轴线与多模光纤的中心轴线相交垂直。

4.根据权利要求1所述的基于光纤内圆柱形腔体的回音壁模式谐振器,其特征在于,当光纤本体为单模光纤时,所述圆柱形腔体直径不小于单模光纤纤芯直径,此时,圆柱形腔体与单模光纤偏心设置,圆柱形腔体的部分侧面和部分底面均位于单模光纤纤芯内。

5.根据权利要求1至4任一项所述的基于光纤内圆柱形腔体的回音壁模式谐振器,其特征在于,所述圆柱形腔体为多个,该多个圆柱形腔体沿着光纤本体内光传输方向依次布置。

6.根据权利要求5所述的基于光纤内圆柱形腔体的回音壁模式谐振器,其特征在于,每个圆柱形腔体的直径不完全相同。

7.一种如权利要求1至6任一项所述的回音壁模式谐振器的制作方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤A:飞秒激光微加工过程,将光纤本体放置在由计算机软件控制的三维微移平台上,通过CCD 相机监控微加工过程,将光纤本体和飞秒激光器对焦调整完成后,飞秒激光脉冲在光纤表面刻蚀所需直径的环形结构;当该环形结构刻蚀完成后,飞秒激光束以2μm的间隔向光纤本体内部方向步进运动,以连续刻蚀相同的环形结构,依次步进递推直至刻蚀出所需深度的圆柱形结构;

步骤B:氢氟酸溶液的腐蚀过程,用红光笔连接光纤本体的一端,通过红光显示找到光纤本体中的波导位置,即圆柱形结构的位置,然后将圆柱形结构所在光纤本体部位放入氢氟酸溶液浸泡腐蚀一段时间;

步骤C:将经过步骤B中腐蚀处理后的圆柱形腔体,放入超声波清洗机中清洗一定时间,使得圆柱形腔体内壁变得光滑,有助于形成回音壁模式。

8.根据权利要求7所述的回音壁模式谐振器的制作方法,其特征在于,当需要制作多个圆柱形结构时,在步骤A中还包括如下步骤:步骤A1:当完成第一个圆柱形结构刻蚀后,三维微移平台带动光纤本体沿着轴向移动所设距离后,重复第一个圆柱形结构刻蚀步骤,完成第二个圆柱形结构的刻蚀,以此类推,完成所有圆柱形结构的刻蚀,从而在光纤本体上形成级联回音壁模式结构;其中,每个圆柱形结构的直径不完全相同。

9.根据权利要求7或8所述的回音壁模式谐振器的制作方法,其特征在于,在步骤A中,所述光纤本体为多模光纤,飞秒激光器的中心波长为800 nm,脉冲能量为500 μJ,脉冲持续时间为35 fs,重复频率为5 kHz,激光束的扫描速度为10 μm/s。

10.根据权利要求9所述的回音壁模式谐振器的制作方法,其特征在于,在步骤B中,将圆柱形结构所在光纤本体部位放入40%浓度的氢氟酸溶液浸泡腐蚀150s。