信息社会的迅猛发展主要依赖于各种信息技术,如网络、软件、人工智能等。集成电路技术是最重要的技术之一。集成电路的载体是电子,电子之间的库仑力使得集成电路芯片的尺寸小到一定程度时必然造成器件功耗和温度的增加,极大影响了器件的性能。相比较于电子,光子作为信息传递的新型载体,其相互作用力极弱,具有大容量、高速度、抗干扰等诸多优势,因此光子器件被广泛应用于全光通信网络等产业中。光子晶体作为以光子为载体的新型结构材料,因其具有光子带隙和光子局域等优良光调制特性引起了人们广泛关注,并被应用于各种有源和无源器件中。在激光器研究领域,光子晶体能抑制位于其禁带中的电磁波传播,因此当发光材料的自发辐射频率与光子禁带范围重合时,材料自发辐射将被抑制,由自发辐射引起的能量损耗大幅下降,进而降低了激光器的激射阈值。此外通过在结构微腔引入缺陷模可实现激光器单模输出的目的。准晶是一种具备旋转对称性和长程指向性的特殊光子晶体结构。相比于周期性光子晶体,准晶在低折射率对比度下仍表现优异的光子局域特性。目前激光增益介质大多为物性调控较为成熟的无机半导体材料。但有机半导体材料相比较于无机材料制备工艺简单、发光光谱可调谐、易于大面积柔性显示等优势,因此有机半导体光子晶体激光器逐步成为研究热点。本文将有机发光材料优良的发光特性与准晶光子晶体灵活的光调制特性相结合,设计并制备了单点集成单波长输出的光泵浦有机光子晶体激光器和电泵浦有机光子晶体激光器,具体工作如下:1、采用时域有限差分法研究了低折射率对比度下不同位置8重准晶9孔单缺陷微腔所支持的缺陷模特性和不同距离的双缺陷微腔所支持的缺陷模耦合特性,发现9孔单缺陷微腔的位置不同不改变缺陷模模式,只引起缺陷模峰位的微小移动,且9孔单缺陷所支持的缺陷模数与缺陷相对于入射电磁波的对称性有关。当9孔双缺陷腔之间距离较近时,由于不同缺陷中的缺陷模式的对称性不同,出现了相同模式非耦合现象。另外,由于其间材料的低折射率,两距离较近的微腔形成复合腔,并激发产生新的局域模;数值模拟研究结果为后续开展光泵浦有机激光器、电泵浦有机激光器和有机激光器阵列的设计制备奠定了理论基础;2、设计制备了准晶-双银镜结构光泵浦有机聚合物准晶光子晶体激光器。利用上下银镜作为反射镜,通过控制膜厚及准晶光子晶体结构参数,实现双银镜的纵向选模与光子晶体横向局域模式的匹配,实现了泵浦阈值为21.1μJ/pulse,激射峰位于λ=605.4nm,半高宽约为7nm的激光输出。;3、设计制备了准晶-高反膜结构有机聚合物准晶光子晶体激光器。采用高反膜替代石英基底作为谐振腔全反射镜,减少对光的耗散,并在垂直方向上实现高反膜/发光增益介质材料/空气结构的纵向选模及反馈结构,结合准晶结构在水平方向上局域性,实现了泵浦阈值低至6.9μJ/pulse,峰位于λ=602.2nm,半高宽约0.7nm的激光输出。该结构结构简单且紧凑,整体结构Q值较高,泵浦阈值很低,具有很好的研究价值及应用前景;4、制备了以MEH-PPV为发光材料的PLED器件,并在PLED器件中引入了准晶结构,制备了电泵浦有机聚合物准晶光子晶体激光器,实现了阈值电流约0.8mA,启辉电压5.5V,半高宽约为0.5nm,波长为λ=607nm的激光输出。这一工作为设计可见光波段的电泵浦激光器提供了新思路,也为未来研制可控紧凑型三基色源奠定了基础。