[發明專利]一種光控寬譜可切換單模激光器及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011263158.X
• 申請日: 2021-02-25
• 公開（公告）號: CN114976835A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 趙永生;喬嬋;張春煥
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: H01S3/08
• 分類號: H01S3/08;H01S3/102;H01S3/16
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 聶稻波;呂少楠

1.一種光控寬譜可切換單模激光器，其特征在于，所述光控過程是由可光照控制的光致變色分子作為能量受體實現的；

所述光控寬譜可切換單模激光器具有有機微納結構且摻雜可調控給受體激光染料，其能夠同時作為激光光源和光譜濾波單元。

2.根據權利要求1所述的光控寬譜可切換單模激光器，其特征在于，有機微納激光器是帶有支撐結構的有機微納諧振腔。

優選地，所述帶有支撐結構的有機微納諧振腔的材質為聚甲基丙烯酸甲酯光刻膠。

3.根據權利要求2所述的光控寬譜可切換單模激光器，其特征在于優選地，所述帶有支撐結構的有機微納激光器中包括給受體增益介質，所述給受體增益介質的濃度比為10-100wt％；所述受體增益介質選自具有光異構化的光致變色分子，所述光致變色分子選自螺吡喃類光致變色分子；例如式(1)、式(2)所示的1’,3’-二氫-1’,3’,3’-三甲基-6-硝基螺[2H-1-苯并吡喃-2,2’-(2H)-吲哚]；所述給體增益介質選自和受體增益分子吸收發射相匹配的綠光激光染料，例如式(3)所示的1,4-bis(R-cyano-4-diphenylaminostyryl)-2,5-diphenylbenzene；

4.根據權利要求2或3所述的光控寬譜可切換單模激光器，其特征在于，所述有機微納激光為圓柱形結構、微盤結構、立方體結構、長方體結構、球體結構、多邊形棱柱結構、半球結構或微環結構。

優選地，所述有機微納激光的直徑為6-20μm，厚度為1-2μm，優選地，所述有機微納激光的直徑為12μm，厚度為1.5μm。

優選地，所述支撐結構的形狀為各向同性的圓柱結構。優選地，所述支撐結構的高度為1-5μm，優選地，所述支撐結構的高度為2μm。

5.根據權利要求2-4任一項所述的光控寬譜可切換單模激光器，其特征在于，所述有機微納激光為兩個不同尺寸的帶有支撐結構的有機微納諧振腔相互耦合得到的雙盤耦合微納激光。

優選地，所述雙盤耦合微納激光的直徑為6-20μm，優選地，所述有機微納激光的直徑分別為12μm、14μm。

6.權利要求1-5任一項所述的光控寬譜可切換單模激光器的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

1)聚合物LOR膠作為微腔結構的支柱部分，在導電基底上旋涂成膜，加熱烘干，除去溶劑，得到LOR膠薄膜樣品；

2)將給受體分子均勻分散在聚合物的有機溶劑中，在步驟1)所得的LOR膠薄膜樣品上旋涂成膜，加熱烘干，除去溶劑，得到涂覆染料摻雜的聚合物基底；

3)按照預先設計好的圖案，采用微納加工法，在步驟2)制備的聚合物薄膜樣品上制備得到耦合微腔的結構；

4)將步驟3)得到的樣品用聚合物顯影液進行顯影和定影，得到聚合物耦合微腔結構；

5)將步驟4)得到的樣品用LOR顯影液進行顯影和定影，在聚合物微盤下部形成底切結構，得到帶有支撐結構的有機微納單模激光器，即為所述光控寬譜可切換單模激光器。

7.根據權利要求6所述的光控寬譜可切換單模激光器的制備方法，其特征在于，所述微納加工法為飛秒激光直寫或電子束刻蝕，優選為電子束刻蝕。