br>[0018]本实施首先采用洁净的透明玻璃作为透明基片，然后透明基片上真空热蒸发或采用旋涂技术沉积第种类有机激光染料，然后制备该多层平板波导结构中的中间调制层，即低折射率的超厚透明层-高反射率的超薄金属层-低折射率的超厚透明层。从而，该中间调制层与第一种有机激光染料以及透明基板，三层结构构成了第一个波导结构。同样的，真空热蒸发第二种有机激光染料，然后是中间调质层，构成第二个波导结构，进而得到双波长平板结构。采用本实施例制备的双波段低阈值平板波导，在外部栗浦源的机理下，随着栗浦能量的增加，最终观察到了非常显著的双波长激射现象，如图2所示。
[0019]本实施例采用两层平面波导结构来实现多波长激光，以高反射率超薄金属层作为插入层，考虑到波导结构中间层折射率需高于两侧的要求，采用新的中间层来实现多个平板波导的级联。本实施例制备的中间层的材料的吸收率应低，以确保插入层对激光染料的阈值几乎没有影响；其次，本实施例制备的中间层能高效传导栗浦能量，以保持足够的能量注入下一个平面波导激光；本实施例制备的中间层的各层材料的折射率均低于激光染料分子，以保证形成不对称平板波导来产生ASE。本实施例采用的在可见光范围内有高透过率的高反射率超薄金属层还能实现欧姆接触的作用，所使用的超薄金属层折射率小于激光染料分子材料的折射率，可与折射率为1.70的有机材料和折射率为1.52的玻璃基板I形成非对称平板波导。但正是由于本实施例高反射率超薄金属层厚度非常薄，它对于栗浦能量的限制也是很弱的。在现有技术中，在金属和染料层的界面，荧光淬灭也是相当严重的。为了解决这一系列的问题，本实施例引入了介于金属层和有机染料层的间隙层一一低折射率透明层。低折射率透明层对于栗浦光、两个激射波长的吸收均很弱。
[0020]本实施例制备的双波段低阈值平板波导结构就是多个平板波导结构级联组成的结构，中间插入层超薄金属层与低折射率透明层通过真空蒸镀或者溅射或者旋涂的方法进行制备，染料活性层的制备需要具体到材料来考虑用真空蒸镀还是甩胶的方法来成膜，基板为干净的玻璃基板，在每层有机激光染料层制备过程中，采用沉积方法成膜时，控制沉积速率为1.0 a/s。
[0021]实施例二:
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于:
在本实施例中，参见图3，一种具有三层平面波导结构的三波段有机激光器的制备方法，包括如下步骤:
a.本步骤与实施例一相同；
b.本步骤与实施例一相同；
c.本步骤与实施例一相同；
d.本步骤与实施例一相同；
e.本步骤与实施例一相同；
f.继续采用沉积方法，在第二层中间调制层的第二高反射率超薄Ag金属层8上继续制备厚度为200 nm的第四低折射率透明LiF层9，使第二个波导结构单元中增加一层低折射率透明层，然后再在第二个波导结构单元中的第四低折射率透明LiF层9之上，采用沉积方法依次制备第三种有机激光染料层10、厚度为200 nm的第五低折射率透明LiF层11和厚度为20 nm的第三高反射率超薄Ag金属层12，继续形成第三层中间调制层，进而形成第三个波导结构单元，形成三波低阈值长平板结构，完成三波段有机激光器的制备。
[0022]本实施例的中间层制备方法与实施例一基本相同，以此类推，采用同样的中间调制层就可得到多波段平板结构。这样在外界栗浦能量的激励下，便会产生多波段激射现象。
[0023]上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明激光器的多层平面波导结构及多波长有机激光器的制备方法的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种激光器的多层平面波导结构，其特征在于，由至少两个平板波导结构单元级联组成多层平面波导结构，在相邻的两层平板波导结构单元之间设置中间调制层，所述中间调制层通过采用低折射率的超厚透明层-高反射率的超薄金属层-低折射率的超厚透明层的第一种复合层，或者通过采用高反射率的超薄金属层-低折射率的超厚透明层-高反射率的超薄金属层的第二种复合层，所述中间调制层与相邻设置的激光染料层形成平板波导单元，所述高反射率的超薄金属层的厚度不大于20 nm，所述低折射率的超厚透明层的厚度为80-500 nm，所述高反射率的超薄金属层的折射率和所述低折射率的超厚透明层的折射率皆小于激光染料层分子的折射率。2.根据权利要求1所述激光器的多层平面波导结构，其特征在于:所述激光染料层的材料为小分子的DCM、PBD或DSB，或者为共轭聚合物聚苯乙烯或其衍生物，或为聚芴类材料，或者所述激光染料层的材料以将有机小分子材料扩散在具有良好成膜性能的材料PMMA或PVK中成膜。3.根据权利要求1或2所述激光器的多层平面波导结构，其特征在于:所述高反射率的超薄金属层的折射率和所述低折射率的超厚透明层的折射率皆小于1.70。4.根据权利要求3所述激光器的多层平面波导结构，其特征在于:所述低折射率的超厚透明层的折射率小于1.52。5.一种具有权利要求1所述多层平面波导结构的多波长有机激光器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: a.准备基板； b.采用沉积、溅射或旋涂方法，在基板上制备第一种有机激光染料层； c.采用沉积、溅射或旋涂方法，在第一种有机激光染料层上继续依次制备厚度为80-500 nm的低折射率透明层、厚度不大于20 nm的高反射率超薄金属层和厚度为80-500nm的低折射率透明层，形成第一层中间调制层，使第一层中间调制层、第一种有机激光染料层以及基板三层结构构成了第一个波导结构单元； d.采用沉积、溅射或旋涂方法，在第一层中间调制层的低折射率透明层上继续制备第二种有机激光染料层； e.采用沉积、溅射或旋涂方法，在第二种有机激光染料层上再继续依次制备厚度为80-500 nm的低折射率透明层和厚度不大于20 nm的高反射率超薄金属层，形成第二层中间调制层，使第二层中间调制层和第二种有机激光染料层构成了第二个波导结构单元，所述第一个波导结构单元和所述第二个波导结构单元结合形成双波长平板结构； f.完成多波长有机激光器的制备；或者继续采用沉积、溅射或旋涂方法，在第二层中间调制层的高反射率超薄金属层上继续制备厚度为80-500 nm的低折射率透明层，使第二个波导结构单元中增加低折射率透明层，然后再在第二个波导结构单元中的低折射率透明层之上，采用沉积、溅射或旋涂方法制备又一种有机激光染料层、厚度为80-500 nm的低折射率透明层和厚度不大于20 nm的高反射率超薄金属层，继续形成又一层中间调制层，进而形成后续的又一个波导结构单元，形成三波长平板结构；或者以本步骤方法继续制备后续的又一个波导结构单元，直到多波长有机激光器的制备。6.根据权利要求5所述多波长有机激光器的制备方法，其特征在于:所述高反射率的超薄金属层的折射率和所述低折射率的超厚透明层的折射率皆小于激光染料层分子的折射率。7.根据权利要求6所述多波长有机激光器的制备方法，其特征在于:所述高反射率的超薄金属层的折射率和所述低折射率的超厚透明层的折射率皆小于1.70。8.根据权利要求7所述激光器的多层平面波导结构，其特征在于:所述低折射率的超厚透明层的折射率小于1.52。9.根据权利要求5?8中任意一项所述多波长有机激光器的制备方法，其特征在于:在每层有机激光染料层制备过程中，采用沉积方法成膜时，控制沉积速率接近1.0 A/S。
【专利摘要】本发明公开了一种激光器的多层平面波导结构及多波长有机激光器的制备方法，由至少两个平板波导结构单元级联组成多层平面波导结构，在相邻的两层平板波导结构单元之间设置中间调制层，中间调制层通过调制低折射率的超厚透明层和高反射率的超薄金属层形成，中间调制层与相邻设置的激光染料层形成平板波导单元。本发明将高反射率金属层调制层的引入可以将自发辐射光放大限制在染料活性层中，通过在染料活性层和金属调制层中加入低折射率透明层可以降低荧光淬灭，并将泵浦能量集中在光波导里。为了获得多波段高增益的自发辐射光放大，本发明中间调制层的加入能够将ASE限制在一个染料活性层中，在光泵浦的激励下，我们最终获得了多波段低阈值激光。
【IPC分类】H01S5/20
【公开号】CN105226501
【申请号】CN201510659842
【发明人】郭坤平, 李炜玲, 魏梦杰, 王桃红, 陈长博, 魏斌
【申请人】上海大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月14日