[發明專利]一種基于量子點非線性的光限幅器件及其非線性薄膜制備方法

有效

• 申請號: 202110537572.3
• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113238426B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 張家雨;陳偉敏;項文斌
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;G02F1/355;C23C14/30;C23C14/26;C23C14/58;C23C14/08;C23C14/10;C23C14/06
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 孫峰

1.一種基于量子點非線性的光限幅器件，其特征在于，包括：基底，在所述基底上鍍制有若干個周期構成的交替層疊薄膜結構，每個周期均包括依次交替的低折射率薄膜和高折射率薄膜，并且靠近所述基底一側的為低折射率薄膜，其中，所述低折射率薄膜為通過同時對非線性材料和常規折射率材料進行雙源蒸發處理，然后再經過退火處理之后得到的量子點嵌入的非線性薄膜；所述常規折射率材料為在可見光區域中的折射率1.3～1.5的低折射率材料；

所述高折射率薄膜為通過選擇TiO₂、SnO₂、In₂O₃及其復合物進行單源蒸發處理得到的線性薄膜；所述交替層疊薄膜結構的周期數為2～8；

所述常規折射率材料為SiO₂或者MgF₂；

所述非線性材料為GeSe、CdSe、CdS、CdTe、PbSe、PbS、ZnS、ZnTe以及上述材料中任意兩種或者多種的復合材料。

2.根據權利要求1所述的一種基于量子點非線性的光限幅器件，其特征在于，所述基底為石英、玻璃或者硅基片。

3.根據權利要求1所述的一種基于量子點非線性的光限幅器件，其特征在于，所述高折射率薄膜為采用電子束蒸發法制備獲得。

4.根據權利要求1-3中任一權利要求所述的一種基于量子點非線性的光限幅器件的非線性薄膜制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1、將清洗好的基底放置于真空鍍膜機腔內，采用雙源蒸發處理的方式，將非線性材料放置在阻蒸坩堝中，同時將常規折射率材料放置在電子束蒸發源坩堝中；

步驟S2、將鍍膜機腔體抽真空至1×10^-3Pa；

步驟S3、通過調節電子束蒸發電壓至7800V～8200V，使得常規折射率材料沉積速率達到1.3A/s～1.7A/s，通過調節阻蒸電流至9A～11A，使得非線性材料沉積速率達到0.4A/s～0.5A/s；

步驟S4、蒸鍍完畢后，利用管式爐加保護氣體的方式對薄膜基底進行退火處理，使得非線性材料高溫成核為量子點，即可獲得量子點嵌入的非線性薄膜。

5.根據權利要求4所述的一種基于量子點非線性的光限幅器件的非線性薄膜制備方法，其特征在于，在所述步驟S3中，通過調節電子束蒸發電壓至8000V，使得常規折射率材料沉積速率達到1.5A/s，通過調節阻蒸電流至10A，使得非線性材料沉積速率達到0.5A/s。

6.根據權利要求5所述的一種基于量子點非線性的光限幅器件的非線性薄膜制備方法，其特征在于，在所述步驟S4中，退火溫度為300～700K，退火時間為30～120min，所述保護氣體為氮氣。