薄膜型等离激元反馈随机激光器的研究

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随着科技的发展,有机半导体激光器因为其尺寸小、制备简易、光谱覆盖范围宽等特点成为了近些年来研究的热点。随机激光器相较于传统的激光器件有着许多独特的优点,如没有传统的反馈腔,结构简单等。随着人们对随机激光器材料和技术的深入研究,许多不同种类的随机激光器件逐渐进入了人们的视野,例如,可调谐随机激光器,随机光纤激光器,液态红绿蓝(RGB)随机激光器等。随机激光器的微型化和集成化是随机激光技术的重要发展方向。  近年来,基于等离激元反馈的随机激光器引起了了研究人员广泛的关注。人们发现将金属纳米颗粒的局域表面等离激元共振引入增益材料体系可以有效地降低随机激光的阂值。从集成化的角度来看,将等离激元随机激光器薄膜化很有价值。研究人员们通过改善材料、设计不同的结构、以及寻求更加廉价小巧的泵浦方式,在随机激光器的研究方面已取得了诸多进展。  本文着重研究了基于等离激元的薄膜型随机激光器的有机材料和结构的设计。创新点如下:  (1)本文通过一个简单的揭膜过程制作一个超薄等离激元随机激光器,厚膜约为200nm。在聚合物薄膜中嵌入银纳米颗粒,由于银纳米粒子局域等离子共振和聚合物薄膜提供的高质量的波导约束,降低了随机激光的阈值。制作成的无基底聚合物膜很灵活,可被粘贴到光纤端面,并实现了光纤端面随机激光的发射。  (2)实验中在聚合物薄膜中嵌入银纳米颗粒,通过在玻璃基底上旋涂三种聚合物的方法实现了多层结构的红绿蓝等离激元随机激光器。在光泵浦的条件下,由于嵌入在多层膜结构中的银纳米颗粒等离激元的作用,可以同时观察到红绿蓝三色随机激光的发射。  通过研究,系统探索了更加微型化和集成化的随机激光器的制备方法。制作了无基底的聚合物超薄随机激光器,实现了光纤端面随机激光器。并在一个多层结构器件中,获得了红绿蓝三色的随机激光发射。这对于随机激光器件的进一步研究和应用有着重要的意义。
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