[發(fā)明專利]基于二維鈣鈦礦單晶的垂直腔面發(fā)射激光器及其制備方法

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• 申請日: 2020-04-28
• 公開（公告）號: CN111446619A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣小強;何云;許劍;劉桂芝
• 申請（專利權(quán)）人: 上海南麟電子股份有限公司
• 主分類號: H01S5/183
• 分類號: H01S5/183;H01S5/36
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 余明偉

1.一種基于二維鈣鈦礦單晶的垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于：所述垂直腔面發(fā)射激光器包括基板、第一反射鏡、二維鈣鈦礦單晶及第二反射鏡；其中，所述二維鈣鈦礦單晶包括N層二維鈣鈦礦單層，N≥2；所述二維鈣鈦礦單層包括n層共角鹵化鉛八面體、n-1層有機配體A及2層有機配體B，n≥1，且所述二維鈣鈦礦單層均具有相同的n值，所述有機配體A嵌入所述共角鹵化鉛八面體空隙，所述有機配體B分別位于所述共角鹵化鉛八面體的相對兩側(cè)，所述二維鈣鈦礦單層的化學式為B₂A_n-1Pb_nX_3n+1，X為鹵族元素，且所述有機配體B的碳原子數(shù)大于所述有機配體A。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于二維鈣鈦礦單晶的垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于：所述垂直腔面發(fā)射激光器還包括位于所述第一反射鏡與所述二維鈣鈦礦單晶之間的第一調(diào)節(jié)層及位于所述二維鈣鈦礦單晶與所述第二反射鏡之間的第二調(diào)節(jié)層，且所述第一調(diào)節(jié)層及第二調(diào)節(jié)層的光學厚度相等。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于二維鈣鈦礦單晶的垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于：所述二維鈣鈦礦單晶的光學厚度為激光器諧振波長的1/6，所述第一調(diào)節(jié)層、二維鈣鈦礦單晶及第二調(diào)節(jié)層的總光學厚度為激光器諧振波長的1/2；所述第一調(diào)節(jié)層包括二氧化硅層，所述第二調(diào)節(jié)層包括二氧化硅層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于二維鈣鈦礦單晶的垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于：所述有機配體A包括CH₃NH₃⁺；所述有機配體B包括C₄H₉NH₃⁺或C₈H₉NH₃⁺；所述X包括I元素、Cl元素及Br元素中的一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于二維鈣鈦礦單晶的垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于：N的取值范圍包括N≥10；n的取值范圍包括1≤n≤5。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于二維鈣鈦礦單晶的垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于：所述二維鈣鈦礦單晶具有遠離所述基板表面的水平面。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于二維鈣鈦礦單晶的垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于：所述第一反射鏡的反射率大于99.5％，所述第二反射鏡的反射率小于99％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于二維鈣鈦礦單晶的垂直腔面發(fā)射激光器，其特征在于：所述第一反射鏡為分布式布拉格反射鏡，包括依次疊置的二氧化鈦層及二氧化硅層，且所述二氧化鈦層及二氧化硅層的光學厚度分別為激光器諧振波長的1/4；所述第二反射鏡為分布式布拉格反射鏡，包括依次疊置的硫化鋅層及氟化鎂層，且所述硫化鋅層及氟化鎂層的光學厚度分別為激光器諧振波長的1/4。

9.一種基于二維鈣鈦礦單晶的垂直腔面發(fā)射激光器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供基板；

于所述基板上形成第一反射鏡；

于所述第一反射鏡上形成二維鈣鈦礦單晶，所述二維鈣鈦礦單晶包括N層二維鈣鈦礦單層，N≥2；所述二維鈣鈦礦單層包括n層共角鹵化鉛八面體、n-1層有機配體A及2層有機配體B，n≥1，且所述二維鈣鈦礦單層均具有相同的n值，所述有機配體A嵌入所述共角鹵化鉛八面體空隙，所述有機配體B分別位于所述共角鹵化鉛八面體的相對兩側(cè)，所述二維鈣鈦礦單層的化學式為B₂A_n-1Pb_nX_3n+1，X為鹵族元素，且所述有機配體B的碳原子數(shù)大于所述有機配體A；

于所述二維鈣鈦礦單晶上形成第二反射鏡。