[發明專利]一種非摻雜自發輻射光放大薄膜器件及其制備方法

在審

• 申請號: 201810601121.X
• 申請日: 2018-06-12
• 公開（公告）號: CN108832482A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 賴文勇;陸婷婷;黃維
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H01S5/187
• 分類號: H01S5/187
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 張婷婷

本發明公開了一種非摻雜自發輻射光放大薄膜器件及其制備方法，屬于激光技術領域。該薄膜器件由高性能增益介質和襯底組成，其特征在于優選單分散的多臂結構三并茚衍生物作為增益介質；在較寬的激發波長范圍內，該薄膜器件均能實現有效的光放大以及優異的光穩定性和熱穩定性。本發明的非摻雜的自發輻射放大薄膜器件工藝簡單、成本低廉，具有高增益、低閾值等優點，可應用于實現高性能有機激光器件。

技術領域

本發明屬于激光技術領域，具體涉及一種非摻雜自發輻射光放大薄膜器件及其制備方法。

背景技術

經過二十多年的發展，光泵浦有機激光在材料和器件方面取得了長足的發展，包括有機染料、小分子、聚合物、有機單晶等激光增益材料不斷涌現。同時基于平面光波導、垂直面發射微腔、曲面微腔等諧振腔結構的光泵浦有機激光器不斷獲得新進展。盡管如此，電泵浦有機激光仍難以實現。

面對電泵浦有機激光的挑戰，人們做了很多努力和嘗試。但是同時實現具有高穩定性、高發光效率、高增益、低閾值的有機激光器仍很少。雖然通過摻雜手段可以顯著改善有機激光材料與器件的穩定性和光增益特性等，但不可避免的會產生一些問題：如薄膜相分離、光損耗較大、制作工藝復雜以及制作成本高等。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種非摻雜自發輻射光放大薄膜器件及其制備方法，可以同時達到非摻雜的、低閾值、高增益、高穩定性自發輻射光放大，可應用于實現非摻雜高性能有機激光器件。該器件制作簡單快捷，工藝簡單，成本低廉

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

本發明提供一種非摻雜自發輻射光放大薄膜器件，該器件由襯底和增益介質組成，并且增益介質由一定方式沉積在襯底上。所述的激光增益介質為單分散星狀大分子光增益介質材料，其特點是具有明確的多臂支化分子結構，可以有效地抑制分子間相互作用，具有增強的光增益特性。

具體地，所述的增益介質中的單分散星狀大分子光增益介質材料選用以苯、三嗪、吡咯、吡啶、芘、三并茚、三并咔唑、螺芴等為核結構的多臂結構單分散大分子光增益介質材料；其枝臂結構選自低聚苯乙烯、低聚噻吩、低聚苯和寡聚芴中的一種。

更具體地，所述的增益介質中的單分散星狀大分子光增益介質材料選用以三并茚為核結構，以寡聚芴為枝臂單分散六臂結構大分子光增益介質材料，通式結構為：：

其中R為C₁-C₂₀的直鏈烷基鏈或支鏈烷基鏈中的一種；n為1～10之間的自然數。

進一步的，所述的襯底為石英基底、基于石英的分布式反饋布拉格光柵(DFB)基底、玻璃基底、銦錫氧化物半導體(ITO)基底或分布式布拉格反射腔(DBR)中的一種。

進一步的，所述的激光增益介質的沉積方式為旋涂、壓印、噴印、真空蒸鍍或噴墨打印中的一種。

在上述技術方案中，作為優選增益介質的厚度在80～200nm。

有益效果：本發明提供的一種非摻雜自發輻射光放大薄膜器件及其制備方法，與現有技術相比，具有以下優勢：本發明的非摻雜自發輻射光放大薄膜器件，結構簡單、易于設計、制作簡單快捷、成本低廉。選用單分散星狀大分子光增益介質材料，可以阻止分子間的堆積和激發態的淬滅，使其具表現出有高效的發光效率，可以同時達到非摻雜的、低閾值、高增益、高穩定性的自發輻射光放大，可應用于實現高性能非摻雜有機激光器件。

附圖說明

圖1為本發明的非摻雜自發輻射光放大薄膜器件示意圖；

圖2為單分散星狀大分子光增益介質材料結構示例；

圖3是石英基底上增益材料輸出強度隨泵浦能量變化的關系圖，附圖是歸一化后自發輻射光放大輸出光譜圖；