飞秒激光加工：新型微谐振腔激光器的制造与应用

"这篇论文研究了使用飞秒激光加工技术制造微谐振腔激光器，主要涉及聚合物和蛋白质等软体材料。论文作者包括詹学鹏、徐淮良等人，他们在中国科技论文在线上发表该研究。文章指出，通过飞秒激光处理，成功制作出具有高量子效率（Q值）的微盘激光器，其中激光染料罗丹明B作为增益介质，实现了微 Whispering-Gallery-Mode (WGM) 激光输出。此外，他们还获得了在变形螺旋微谐振腔中的单向低阈值激光输出。该研究得到了高等教育博士研究生科研基金和国家高场激光物理国家重点实验室开放基金的支持。" 在这篇研究中，飞秒激光加工技术是一个核心知识点。飞秒激光是一种脉冲持续时间极短（千万亿分之一秒）的激光，它能对材料进行精细、非热效应的微加工，因此特别适合于对敏感或复杂结构的微纳制造，如微谐振腔激光器。在聚合物和蛋白质这些软材料上应用飞秒激光，可以精确控制结构的形状和尺寸，从而优化激光器的性能。 微谐振腔激光器是另一个重要的概念。这种激光器通常包含一个微型的光学谐振腔，如微盘或微环，其内部的光学模式受到谐振腔几何形状的限制，使得激光能在腔内多次反射，增强增益介质的激发，从而实现高效激光发射。在文中，研究人员使用罗丹明B作为增益介质，这是一种常用的有机染料，能够在吸收光子后发出荧光，为激光器提供必要的增益。 Whispering-Gallery-Mode (WGM) 是微谐振腔激光器的一种工作模式，其特点是光子在腔壁附近以近似圆周的方式传播，类似于声音在圆形墙壁中产生的回声效果，因此得名。WGM模式具有高度的光模式选择性和低的辐射损耗，有利于实现高Q值和低阈值激光输出。 此外，论文还探讨了变形螺旋微谐振腔，这种结构能够引导激光输出方向，通过改变腔的几何形状，可以调控激光的方向性和阈值。这一发现对于微激光器的实用化，尤其是在集成光学、生物传感器和光通信等领域有着重要的应用前景。 这篇研究展示了飞秒激光技术在微纳米光学制造中的潜力，以及微谐振腔激光器在不同形态下的功能优化，对于理解和改进微激光器的设计提供了新的视角。