[發明專利]光誘導聚集激光器的制備方法及光誘導聚集激光器

有效

• 申請號: 201910735216.5
• 申請日: 2019-08-09
• 公開（公告）號: CN110518450B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 楊中民;劉旺旺;虞華康
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01S3/20
• 分類號: H01S3/20
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 王南杰

本發明公開了一種光誘導聚集激光器及其制備方法。該光誘導聚集激光器的制備方法包括如下步驟：(1)向聚合物單體中依次加入增益材料、光引發劑，混合形成前驅體溶液；(2)紫外激光經光學狹縫裁剪、聚焦后形成所需形狀、大小的聚焦光斑；(3)將前驅體溶液密封于透光容器中，聚合物單體經過紫外光誘導聚合形成高折射率的固態聚合物，增益材料的發光官能團與固態聚合物相互作用，形成高光學增益的聚集態增益材料；(4)在激發光泵浦下，固態聚合物作為微型諧振腔，微型諧振腔用于為聚集態增益材料的發光提供高效光反饋，實現光誘導聚集激光。與傳統染料激光相比，該光誘導聚集激光器具有摻雜濃度高、光穩定性好、激光增益高的優勢。

技術領域

本發明涉及激光技術領域，特別是涉及一種光誘導聚集激光器的制備方法及光誘導聚集激光器。

背景技術

在激光技術領域，有機激光材料由于具有豐富的激發態能級、大的吸收發射截面、柔性易加工等優點，在激光傳感探測、光電子集成等領域具有重要應用。傳統激光染料(如羅丹明6G、羅丹明B、酞菁等)受限于發光體的濃度猝滅效應，即在稀溶液中發光良好，在稍高摻雜濃度(如5wt％)或固態下即產生明顯的發光猝滅，難以通過提高摻雜濃度進一步提升材料的光學增益，嚴重限制了該材料在高性能激光領域的發展。聚集激光是一類與傳統有機激光相反的激光類型，其特點是增益材料在稀溶液不發光，聚集后(濃溶液或固態)發光效率顯著增強，并在泵浦光激發下形成激光出射。聚集激光能夠有效避免傳統染料激光的發光猝滅問題，為進一步提升有機激光材料的光學增益提供新的方向。但是如何實現非接觸式、安全快捷的聚集調控手段，將聚集激光用于光開關、可調諧激光等領域，仍然是急需解決的問題。

發明內容

基于此，有必要提供一種非接觸式、安全快捷的光誘導聚集激光器的制備方法及用于光開關、可調諧激光等領域的光誘導聚集激光器。

一種光誘導聚集激光器的制備方法，包括如下步驟：

(1)將聚合物單體溶液經堿洗及減壓蒸餾去除阻聚劑后，向所述聚合物單體溶液中依次加入增益材料、光引發劑，均勻混合形成前驅體溶液；

(2)紫外激光經光學狹縫裁剪、聚焦后形成所需形狀、大小的聚焦光斑；

(3)將所述前驅體溶液密封于透光容器中，所述聚焦光斑照射所述前驅體溶液，所述聚合物單體在光誘導下聚合形成高折射率的固態聚合物，所述固態聚合物與所述聚焦光斑保持相同形狀、尺寸；所述前驅體溶液中的增益材料的發光官能團與所述固態聚合物相互作用，形成高光學增益的聚集態增益材料；

(4)在激發光泵浦下，所述固態聚合物作為微型諧振腔，所述微型諧振腔用于為所述聚集態增益材料的發光提供高效光反饋，實現光誘導聚集激光。

在其中一個實施例中，所述增益材料包括具有給-受體結構的有機激光材料和/或者聚集誘導發光分子。

在其中一個實施例中，所述具有給-受體結構的有機激光材料包括激光材料包括對苯撐乙烯衍生物(CNDPASDB)、氮雜蒽衍生物(CNDPA)、苯并二噻吩衍生物、苝二酰亞胺(PDI)衍生物中的一種或多種；

所述聚集誘導發光分子包括四苯乙烯及其衍生物、四苯基噻吩、9,10-二苯基乙烯基蒽及其衍生物、三苯胺及衍生物、硼系聚集誘導發光分子及其衍生物、硅系聚集誘導發光分子及其衍生物的一種或多種。

在其中一個實施例中，所述固態聚合物形狀大小由所述的聚焦光斑決定，所述固態聚合物的形狀為圓形、橢圓形、正多邊形的一種或多種，所述固態聚合物的尺寸范圍為5μm-300μm。

在其中一個實施例中，所述光誘導聚集激光的發射波長范圍為400nm-900nm。

在其中一個實施例中，所述前驅體溶液中的增益材料的濃度范圍為0.5wt％-50wt％。