基于飞秒激光双光子聚合的功能化微纳光子器件的研究

发布时间：2021-08-07 18:05

　　近年来,随着光电子集成和各种平面波导、微纳器件的集成度和复杂度越来越高,光器件的结构越来越精密,集成光学芯片得到了迅猛的发展,在光学仪器等经典光学中已获得广泛应用。在诸多制作工艺中,由于飞秒激光脉冲在与物质相互作用过程中具有作用时间短、热影响区域小、加工精度高等独特的优点,超短脉冲微加工技术已经在许多科学实验中被深入研究,利用飞秒激光直写技术,人们已经成功的制备了各种器件构型的高质量二维和三维微纳光子器件。然而,目前大多为基于合成聚合物等传统人工材料,一般仅由器件几何结构来实现一些基本原型功能,很大程度上限制了飞秒激光微加工技术的功能的多样性以及应用拓展。针对这个问题,本文使用飞秒激光直写办法,定制芯片中起到基础作用的功能化波导及微腔器件,具体研究内容如下:（一）基于传统人工聚合物材料的微球激光器。我们配置了具有增益材料R6G染料的SU-8掺杂光刻胶,搭建了皮秒激光泵浦探测系统。利用飞秒激光双光子聚合制备得到了尺寸连续变化的一系列微球（直径:5-25μm）,并通过光致发光和谐振激射谱为单模激光器和特定波长谐振激光器提出了一个简单易行的解决办法。（二）蛋白质基功能化WMG微圆盘谐振腔。我... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：53 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 激光微纳加工
        1.1.2 飞秒激光加工发展历史
        1.1.3 双光子吸收过程
    1.2 微谐振腔
        1.2.1 微谐振腔的分类
        1.2.2 WGM微腔的谐振原理和基本性质
    1.3 本章小结及本论文研究思路
第二章 飞秒激光直写基于光刻胶的有源WGM微球激光器
    2.1 光刻胶
    2.2 飞秒激光加工平台
        2.2.1 平台搭建
        2.2.2 平台调试
    2.3 微腔的飞秒激光直写
        2.3.1 制备加工前液
        2.3.2 微球腔的设计与表征
    2.4 微球激光器性能测试
        2.4.1 激光器三要素
        2.4.2 测试结果与分析
    2.5 本章小结
第三章 飞秒激光直写蛋白质基WGM微圆盘腔
    3.1 蛋白质
        3.1.1 蛋白质基微纳器件优势
        3.1.2 飞秒激光直写蛋白质聚合机理
    3.2 加工过程和参数优化
        3.2.1 加工材料的选取
        3.2.2 参数优化和制备
    3.3 微圆盘谐振腔性能测试
        3.3.1 在水相环境下的激射特性
        3.3.2 盐浓度响应特性
    3.4 本章小结
第四章 飞秒激光直写蛋白质基微纳光波导用于pH传感
    4.1. 引言
        4.1.1 光电子学的诞生
        4.1.2 微纳光波导
    4.2 飞秒激光直写构建微纳光波导
        4.2.1“倒置”水相飞秒激光直写
        4.2.2 直写单纳米线
    4.3 蛋白质基微纳光波导的pH响应调谐
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新型紫外正型光刻胶成膜树脂的制备及光刻性能研究[J]. 谢文,刘建国,李平.  影像科学与光化学. 2010(01)
[2]光刻胶的发展及应用[J]. 郑金红.  精细与专用化学品. 2006(16)
[3]反胶团萃取蛋白质技术的新进展[J]. 李祥村,贺高红.  水处理技术. 2005(01)
[4]蛋白质种类的多样性及功能复杂性[J]. 唐朝枢,齐永芬.  国外医学(生理、病理科学与临床分册). 2004(01)
[5]激光微细加工技术及其在MEMS微制造中的应用[J]. 潘开林,陈子辰,傅建中.  制造技术与机床. 2002(03)
[6]纳米科技及其发展前景[J]. 白春礼.  世界科学. 2001(01)



本文编号：3328277