一种利用有机激光增益介质薄膜实现双自发辐射放大的方法与流程

本发明属于激光技术领域，具体涉及一种利用有机激光增益介质薄膜实现双自发辐射放大的方法。

背景技术：

π共轭有机半导体材料因其低成本，可以采用溶液法大面积制备器件，可以通过简单的分子设计调控光物理性能等优点，受到广泛关注和研究，并被应用于各种光电器件上。但是电泵有机半导体激光仍存在诸多挑战，设计开发有高增益和高迁移率的有机激光材料是难点。其中，高能泵浦和多波长激发的自发辐射放大相关研究尚未被报道，通过对有机增益介质单色光激发实现多波长输出的应用还没实现。本发明提供一种对有机激光增益介质薄膜高能泵浦和多波长激发测试方法，探索在特定泵浦激光波长和高能泵浦大小下器件的双自发辐射放大现象及应用。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种利用有机激光介质薄膜实现双自发辐射放大的方法，以实现器件的自发辐射放大阈值的改变，并在特定泵浦激光波长和高能泵浦大小下实现器件的双自发辐射放大。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种利用有机激光增益介质薄膜实现双自发辐射放大的方法，包括以下步骤：

步骤a，制备有机激光增益介质薄膜器件，该器件由衬底和有机激光增益介质组成，其中，有机激光增益介质均匀沉积在衬底上；

步骤b，对制备好的有机激光增益介质薄膜器件进行泵浦激光激射；泵浦激光能量大小达到有机激光增益介质的自发辐射放大的增益饱和值。

所述衬底为石英基底、玻璃、硅片或柔性基底中的一种。

所述有机激光增益介质为π共轭有机小分子或聚合物，或者是其混合物。

所述有机激光增益介质的厚度为100～200nm。

所述有机激光增益介质的沉积方式为旋涂、喷墨打印或真空蒸镀的一种。

有益效果：本发明提供一种利用有机激光介质薄膜实现双自发辐射放大的方法，该方法利用有机激光增益介质在衬底上形成光滑的薄膜层，通过改变照射在有机激光增益介质薄膜的激光波长，实现了器件的自发辐射放大阈值的改变，并在特定泵浦激光波长和高能泵浦大小下实现了器件的双自发辐射放大。该发明方法制备简单，成本低廉，可以应用于构筑有机薄膜双自发辐射放大器件。

附图说明

图1为本发明有机激光增益介质薄膜及测试方法示意图。

图2为聚[9,9-二辛基芴-2,7-二基](pfo)的分子结构示意图。

图3为实施例1中材料的吸收、发射和不同温度下的荧光谱图。

图4为实施例1在激发波长415nm情况下能量输出强度和半峰宽随泵浦能量变化图。

图5为实施例1在激发波长420nm情况下双自发辐射放大光谱图。

具体实施方式

本发明的一种利用有机激光增益介质薄膜实现双自发辐射的放大的方法，所述方法包括以下步骤：

步骤a，制备有机激光增益介质薄膜器件，如图1所示，该器件由衬底1和有机激光增益介质2组成，其中，增益介质均匀沉积在衬底上；

步骤b，对制备好的有机激光增益介质薄膜器件进行泵浦激光激射，泵浦激光波长范围根据有机激光增益介质的吸收光谱设定；泵浦激光能量大小达到有机激光增益介质的自发辐射放大的增益饱和值。

其中，衬底为石英基底、玻璃、硅片或柔性基底中的一种。

有机激光增益介质为π共轭有机小分子或聚合物，或者是上述材料的混合物。

有机激光增益介质的优选厚度为100～200nm。

有机激光增益介质的沉积方式为旋涂、喷墨打印或真空蒸镀的一种。

以下通过若干实施例对本发明做进一步说明，但实施例不限制本发明的涵盖范围。

实施例1

有机激光增益介质薄膜的制备：选择透明的石英片为衬底，选择聚[9,9-二辛基芴-2,7-二基](pfo)作为有机激光增益介质，用甲苯为溶剂，配制浓度为20mg/ml的溶液，旋涂转速2000rpm、旋涂时间60s、旋涂加速度4000rpm/s，制备的薄膜厚度为145nm。

对制备pfo薄膜器件进行泵浦激光照射：由图3展示的pfo的吸收谱图，选择激发波长范围为：330～420nm，泵浦能量最高达到3000μj/cm²。图4展示了在激发波长为415nm时，随着泵浦能量的增强，当泵浦能量超过500μj/cm²，其半峰宽出现了进一步窄化的现象。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种利用有机激光增益介质薄膜实现双自发辐射放大的方法，包括以下步骤：步骤a，制备有机激光增益介质薄膜器件，该器件由衬底和有机激光增益介质组成，其中，有机激光增益介质均匀沉积在衬底上；步骤b，对制备好的有机激光增益介质薄膜器件进行泵浦激光激射；泵浦激光能量大小达到有机激光增益介质的自发辐射放大的增益饱和值。该方法利用有机激光增益介质在衬底上形成光滑的薄膜层，通过改变有机激光增益介质薄膜的激发波长，实现器件的自发辐射放大阈值的改变，并在特定泵浦激光波长和泵浦能量超过自发辐射增益饱和下实现器件的双自发辐射放大。该方法操作简单易行、成本低廉，可以应用于构筑有机薄膜双自发辐射放大器件。

技术研发人员：赖文勇;潘劲强;江翼;林赫;黄维
受保护的技术使用者：南京邮电大学
技术研发日：2018.06.18
技术公布日：2018.11.09