连续波钙钛矿极化激元激光器与激光芯片及制作方法

文档序号:37346015发布日期:2024-03-18 18:20阅读:来源:国知局

技术特征:

1.连续波钙钛矿极化激元激光器,包括光学微腔、间隔层和增益介质,其特征在于:所述增益介质为钙钛矿材料或包含钙钛矿材料的混合材料,均匀分布在微腔内,形式为薄膜、微晶、荧光粉、纳米晶体、量子点或单晶,厚度为10nm~1mm。

2.如权利要求1所述连续波钙钛矿极化激元激光器,其特征在于:所述钙钛矿材料的组分为a’2an-1bnx3n+1或abx3,其中a’为有机胺离子,a为一价阳离子,b为二价金属阳离子,x为阴离子,n为正整数;

3.如权利要求1所述连续波钙钛矿极化激元激光器,其特征在于:所述混合材料包括钙钛矿材料,以及有机材料、量子点材料、氧化物材料、iii-v族材料、ii-vi族材料、稀土材料中的一种或多种。

4.如权利要求1所述连续波钙钛矿极化激元激光器,其特征在于:所述光学微腔类型为分布式布拉格反射器dbr、分布式反馈布拉格光栅dfb、光子晶体pc、连续束缚态结构bic或回音壁模式wgm。

5.连续波钙钛矿极化激元激光器的制备方法,其特征在于:用于制备如权利要求1~4任意所述的连续波钙钛矿极化激元激光器,具体包括以下步骤:

6.如权利要求5所述连续波钙钛矿极化激元激光器的制备方法,其特征在于:在石英、蓝宝石或者柔性衬底pet上,利用溅射或者电子束蒸镀法沉积多层二氧化硅sio2/二氧化钛tio2的介质层,形成具有高反射率的分布式布拉格反射镜dbr;每层介质膜的厚度为λ/4n,其中λ为增益介质发光中心波长,n为介质层材料的折射率;利用热蒸镀在一个dbr反射镜上沉积周期性的金属柱阵列,金属柱的高度为10nm~1mm;另一个dbr反射镜朝下面对面按压到沉积有金属柱阵列的dbr上,并给予一定的压力进行按压,形成垂直微腔表面发射激光vcsel结构。

7.如权利要求5所述连续波钙钛矿极化激元激光器的制备方法,其特征在于:所述溶剂为dmf、dmso、gbl、dma中的任意一种或多种混合;所述分子添加剂为聚合物、小分子、氧化物中的一种或多种混合。

8.如权利要求7所述连续波钙钛矿极化激元激光器的制备方法,其特征在于:所述聚合物为聚甲基丙烯酸甲pmma、聚乙二醇peg、聚氧化乙烯peo、聚乙烯吡咯烷酮pvp,小分子为溴化钾kbr、硫氰酸钾kscn、硫氰酸胍gascn,氧化物为niox、zno、sno2。

9.连续波钙钛矿极化激元的激光芯片,包括激光器、电驱动光源和电源,其特征在于:所述激光器为权利要求1~4任意所述的连续波钙钛矿极化激元激光器;所述连续波钙钛矿极化激元激光器的微光学腔固定在电驱动光源上;所述电驱动光源作为激光器微光学腔的泵浦;所述电源与电驱动光源连接,驱动电驱动光源发光。

10.如权利要求9所述的连续波钙钛矿极化激元的激光芯片,其特征在于:所述微光学腔通过键合、胶合、焊接、镀膜或光刻的方式固定在电驱动光源上,电驱动光源作为微光学腔的泵浦。


技术总结
本发明公开了连续波钙钛矿极化激元激光器与激光芯片及制作方法。所述连续波钙钛矿极化激元激光器的增益介质为钙钛矿材料或包含钙钛矿材料的混合材料,形式为薄膜、微晶、荧光粉、纳米晶体、量子点或单晶。通过溶液法或真空镀膜法制备钙钛矿增益介质,与光学谐振腔结合,利用激子与光子之间的强相互作用形成稳态激子极化激元凝聚,可在无需达到传统激光器粒子束反转条件的前提下,获得低阈值的连续波极化激元激光出射。所述激光器可以在各类相干、非相干光源或电激发泵浦下实现室温低阈值连续波或脉冲激光发射,比传统半导体激光器的阈值低1‑3个数量级,优化后的阈值可达到0.1‑1W/cm<supgt;2</supgt;或以下,是一种超低功耗的新型相干光源技术。

技术研发人员:狄大卫,邹晨,赵保丹
受保护的技术使用者:浙江大学
技术研发日:
技术公布日:2024/3/17
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