等离激元反馈随机激光的偏振调控研究

论文摘要

由于随机激光器是通过无序系统提供反馈回路来实现多次散射的,因此并不需要固定的谐振腔。硅胶垫上的金纳米结构中的强等离激元散射的特征,以及有源波导的强约束性能降低了泵浦阈值,提高了随机激光器的转换效率。其潜在的功能,在癌症诊断,生物传感等领域已经有了一定的应用。同时,偏振光在人类的生活中扮演着非常重要的角色,偏振光源经过介质后传播,我们依然可以在出射光中提取到原偏振光源的光强、相位和光谱等偏振信息。基于此,本文致力于随机激光器的机理研究,侧重于偏振态的调控,做了以下研究:(1)由于若丹明6G与PVA的水溶性特性,制作了一种基于金属纳米颗粒与水溶性有机聚合物的可溶解可重复使用的随机激光器。它结合了金属纳米颗粒和有机半导体的特性,其低阈值中心为591 nm,阈值约为9.9 mJ/cm~2。随着浸泡时间的延长,水溶性随机激光的输出强度下降,中心波长蓝移至575 nm。重构型水溶性随机激光器在传感器的应用中显示出巨大的潜力。(2)偏振技术在海洋光学,大气光学,生物学以及医学领域,都起到了非常重要的作用。为了进一步研究等离激元反馈随机激光器的偏振特性,本论文采用旋涂法制备波长可调谐随机激光器,以硅胶垫为衬底,采用PVA、R6G、Au NPs三元复合工艺制备薄膜。金属纳米颗粒提供等离激元反馈机制,增强增益材料的荧光发射。用机械拉伸法调谐随机激光的发射波长,其中,金属纳米颗粒的定向分布对输出光谱的波长蓝移和偏振特性改变有很大影响。(3)本文对金纳米颗粒的电场分布进行数值模拟,金属纳米颗粒的局域表面等离激元对其尺寸、材料种类、结构特征及外界环境的折射率均很敏感。其中,分立的金纳米颗粒在入射光的影响下,表现出了明显的偶极共振,并且在纳米结构周围产生增强的电磁场。同时分析了金纳米颗粒的粒径不同、两个金纳米颗粒之间的间距不同时以及金纳米颗粒以不同方式排布时,所对应的电场分布。不同排列状态下金纳米颗粒在高斯光束的照射下,偏振状态也会受到影响,为实验中配置不同的金纳米颗粒浓度提供理论依据。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 郑宁

导师: 任芝

关键词: 随机激光器,水溶性,可重复利用,局域表面等离激元,偏振特性,金属纳米颗粒,电场分布

来源: 华北电力大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,物理学,无线电电子学

单位: 华北电力大学

分类号: TN248;O436.3

总页数: 56

文件大小: 3256K

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