[發(fā)明專利]基于金屬納米薄膜的低閾值有機(jī)固體激光器及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010136840.6
• 申請(qǐng)日: 2020-03-02
• 公開（公告）號(hào): CN111276864A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 寧舒雅;代康;張那明;張一凡;吳元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01S3/02
• 分類號(hào): H01S3/02;H01S3/14;H01S3/16
• 代理公司: 西安銘澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61223
• 代理人: 梁靜

1.一種基于金屬納米薄膜的低閾值有機(jī)固體激光器，其特征在于，包括依次層疊設(shè)置的襯底(1)、金屬薄膜層(2)、第一金屬納米粒子層(4)和和增益介質(zhì)層(6)；

其中，所述金屬薄膜層(2)為能夠產(chǎn)生非局域表面等離子體效應(yīng)SPP的金屬薄膜，所述第一金屬納米粒子層(4)由能夠?qū)崿F(xiàn)局域表面等離子體效應(yīng)LSPR的金屬納米粒子組成；

所述增益介質(zhì)層(6)內(nèi)隨機(jī)分布有第二金屬納米粒子(7)，所述第二金屬納米粒子(7)為能夠?qū)崿F(xiàn)局域表面等離子體效應(yīng)LSPR的金屬納米粒子，所述增益介質(zhì)層(6)內(nèi)第二金屬納米粒子(7)的摻雜濃度為1×10^-8g/cm³-9×10^-2g/cm³。

2.如權(quán)利要求1所述的基于金屬納米薄膜的低閾值有機(jī)固體激光器，其特征在于，還包括第一隔離介質(zhì)層(3)和/或第二隔離介質(zhì)層(5)；

所述第一隔離介質(zhì)層(3)層疊設(shè)置于所述金屬薄膜層(2)與所述第一金屬納米粒子層(4)之間，所述第二隔離介質(zhì)層(5)層疊設(shè)置于所述第一金屬納米粒子層(4)與增益介質(zhì)層(6)之間。

3.如權(quán)利要求1或2所述的基于金屬納米薄膜的低閾值有機(jī)固體激光器，其特征在于，所述第一金屬納米粒子層(4)和所述第二金屬納米粒子(7)分別獨(dú)立選自金、銀、鉑材質(zhì)的納米球、納米棒、納米立方、納米三角形、納米線或各種納米尺寸形狀的納米顆粒；

所述第一金屬納米粒子(4)與所述第二金屬納米粒子(7)相同或不同。

4.如權(quán)利要求3所述的基于金屬納米薄膜的低閾值有機(jī)固體激光器，其特征在于，所述增益介質(zhì)層(6)內(nèi)第二金屬納米粒子(7)的摻雜濃度為8.95×10^-6g/cm³-2.61×10^-3g/cm³。

5.如權(quán)利要求2所述的基于金屬納米薄膜的低閾值有機(jī)固體激光器，其特征在于，所述第一隔離介質(zhì)層(3)和所述第二隔離介質(zhì)層(5)分別獨(dú)立選自SiO₂層、LiF層、聚苯乙烯、聚乙烯醇或聚甲基丙烯酸甲酯層，厚度為1-100nm。

6.如權(quán)利要求1所述的基于金屬納米薄膜的低閾值有機(jī)固體激光器，其特征在于，所述金屬薄膜層(2)為厚度為10-100nm的銀薄膜或金薄膜。

7.如權(quán)利要求1所述的基于金屬納米薄膜的低閾值有機(jī)固體激光器，其特征在于，所述增益介質(zhì)層(6)的材料包括高分子聚合物和激光染料，所述高分子聚合物與所述激光染料的質(zhì)量比1～80：1。

8.如權(quán)利要求7所述的基于金屬納米薄膜的低閾值有機(jī)固體激光器，其特征在于，所述高分子聚合物為聚苯乙烯、聚乙烯醇或聚甲基丙烯酸甲酯；

所述激光染料為紅光激光染料或藍(lán)光激光染料，其光發(fā)射波長(zhǎng)均在可見光范圍內(nèi)。

9.如權(quán)利要求1所述的一種基于金屬納米薄膜的低閾值有機(jī)固體激光器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，通過(guò)真空蒸鍍法或磁控濺射法在襯底(1)上沉積金屬薄膜，得到厚度為10-100nm的金屬薄膜層(2)；

S2，將第一金屬納米粒子以自組裝、旋涂或滴涂的方式沉積在所述金屬薄膜層(2)上，得到厚度為1-200nm的第一金屬納米粒子層(4)；

S3，將高分子聚合物與激光染料混合后加入有機(jī)溶劑中充分溶解，并向其中摻雜第二金屬納米粒子(7)，得到混合液，將所述混合液旋涂在所述第一金屬納米粒子層(4)表面，得到厚度為0.1-3μm的增益介質(zhì)層(6)。