量子點隨機激光的實現(xiàn)及其調(diào)控.pdf

1、隨機激光無需外加諧振腔，由多重散射提供光學反饋，因此具有尺寸小、形狀靈活、制備簡單等優(yōu)點。量子點作為激光增益材料，具有出光波長穩(wěn)定性強、出光范圍覆蓋整個可見光范圍、激發(fā)波長范圍寬等優(yōu)點。本論文將膠體油相CdSe/ZnS核殼結構量子點作為增益介質(zhì)，引入隨機激光體系中，獲得量子點隨機激光出射。
　　通過對ZnSe、CdTe水相量子點和CdSe/ZnS油相量子點進行表征，比較量子效率、壽命、可激發(fā)波長范圍等參數(shù)，選擇了油相量子點作為增益

2、介質(zhì)，由于CdSe量子點發(fā)射波長范圍可覆蓋整個可見光范圍，且ZnS作為CdSe核的包層時，和其他殼層結構(CdS、ZnSe)相比較，ZnS殼層和CdSe核具有能級帶隙相差較大的特點，可以更有效的對載流子產(chǎn)生束縛作用，所以最終選擇了CdSe/ZnS核殼結構油相量子點作為隨機激光增益介質(zhì)。
　　雖然膠體量子點具有顆粒均勻的優(yōu)點，但難以在其中實現(xiàn)激光出射，這是因為無輻射俄歇效應，該效應使得量子點中的激子不能以光子的形式進行復合，是一種不

3、利于激光出射的無輻射復合過程。量子點材料由于具有俄歇效應，為了獲得激光增益，必須具備足夠高的體積分數(shù)(＞1％)，因此量子點隨機激光必須利用外加微結構提供散射。利用濕法刻蝕方法，通過實驗確定最佳刻蝕條件，在玻璃基底上獲得了微米級粗糙溝槽結構，通過將激光染料PM597旋涂在溝槽中進行研究，發(fā)現(xiàn)制備的粗糙溝槽可以獲得多模式、窄線寬的隨機激光出射。另外研究了中空光纖結構對隨機激光出射的影響，發(fā)現(xiàn)中空光纖的全反射效應對光子的限域作用可以降低出射隨

4、機激光的閾值。同時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構，這種結構具有低閾值和很強的模式穩(wěn)定性的特點。
　　將CdSe/ZnS量子點引入粗糙溝槽結構和中空光纖結構中，獲得了隨機激光出射，同時由于粗糙溝槽結構具有較強的粗糙度，可以提供更強的散射，因此可以獲得尖峰更明顯，線寬更窄的隨機激光光譜。而中空光纖結構由于全反射對光子具有限域作用，可以更有效的降低閾值。同時提出了兩種調(diào)控量子點隨機激光出射的方法:改變粒徑獲得多