量子點(diǎn)隨機(jī)激光的實(shí)現(xiàn)及其調(diào)控.pdf

1、隨機(jī)激光無(wú)需外加諧振腔，由多重散射提供光學(xué)反饋，因此具有尺寸小、形狀靈活、制備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。量子點(diǎn)作為激光增益材料，具有出光波長(zhǎng)穩(wěn)定性強(qiáng)、出光范圍覆蓋整個(gè)可見(jiàn)光范圍、激發(fā)波長(zhǎng)范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。本論文將膠體油相CdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)作為增益介質(zhì)，引入隨機(jī)激光體系中，獲得量子點(diǎn)隨機(jī)激光出射。
　　通過(guò)對(duì)ZnSe、CdTe水相量子點(diǎn)和CdSe/ZnS油相量子點(diǎn)進(jìn)行表征，比較量子效率、壽命、可激發(fā)波長(zhǎng)范圍等參數(shù)，選擇了油相量子點(diǎn)作為增益

2、介質(zhì)，由于CdSe量子點(diǎn)發(fā)射波長(zhǎng)范圍可覆蓋整個(gè)可見(jiàn)光范圍，且ZnS作為CdSe核的包層時(shí)，和其他殼層結(jié)構(gòu)(CdS、ZnSe)相比較，ZnS殼層和CdSe核具有能級(jí)帶隙相差較大的特點(diǎn)，可以更有效的對(duì)載流子產(chǎn)生束縛作用，所以最終選擇了CdSe/ZnS核殼結(jié)構(gòu)油相量子點(diǎn)作為隨機(jī)激光增益介質(zhì)。
　　雖然膠體量子點(diǎn)具有顆粒均勻的優(yōu)點(diǎn)，但難以在其中實(shí)現(xiàn)激光出射，這是因?yàn)闊o(wú)輻射俄歇效應(yīng)，該效應(yīng)使得量子點(diǎn)中的激子不能以光子的形式進(jìn)行復(fù)合，是一種不

3、利于激光出射的無(wú)輻射復(fù)合過(guò)程。量子點(diǎn)材料由于具有俄歇效應(yīng)，為了獲得激光增益，必須具備足夠高的體積分?jǐn)?shù)(＞1％)，因此量子點(diǎn)隨機(jī)激光必須利用外加微結(jié)構(gòu)提供散射。利用濕法刻蝕方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定最佳刻蝕條件，在玻璃基底上獲得了微米級(jí)粗糙溝槽結(jié)構(gòu)，通過(guò)將激光染料PM597旋涂在溝槽中進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)制備的粗糙溝槽可以獲得多模式、窄線寬的隨機(jī)激光出射。另外研究了中空光纖結(jié)構(gòu)對(duì)隨機(jī)激光出射的影響，發(fā)現(xiàn)中空光纖的全反射效應(yīng)對(duì)光子的限域作用可以降低出射隨

4、機(jī)激光的閾值。同時(shí)制備出了一種利用絨布摩擦激光增益介質(zhì)膜的粗糙表面薄膜結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具有低閾值和很強(qiáng)的模式穩(wěn)定性的特點(diǎn)。
　　將CdSe/ZnS量子點(diǎn)引入粗糙溝槽結(jié)構(gòu)和中空光纖結(jié)構(gòu)中，獲得了隨機(jī)激光出射，同時(shí)由于粗糙溝槽結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的粗糙度，可以提供更強(qiáng)的散射，因此可以獲得尖峰更明顯，線寬更窄的隨機(jī)激光光譜。而中空光纖結(jié)構(gòu)由于全反射對(duì)光子具有限域作用，可以更有效的降低閾值。同時(shí)提出了兩種調(diào)控量子點(diǎn)隨機(jī)激光出射的方法:改變粒徑獲得多