吴东江[1]2000年在《有机及聚合物微腔激光器》文中研究表明有机聚合物激光是近年来有机发光领域引人注目的新研究方向。有机聚合物微腔激光器不但具有较低的光泵浦激射阈值，而且可能实现电泵浦激光。因此，对有机聚合物微腔激光的研究具有非常重要的意义。这是本论文的主要研究内容。 研究了有机聚合物微腔在光泵浦下的腔效应。在对多层介质膜的结构设计分析的基础上，对由DBR和金属薄膜作为反射镜构造的有机微腔、由DBR和DBR作为反射镜构造的有机微胶、有机小分子薄膜作为有源介质、聚合物薄膜作为有源介质的平面光学微腔中的胶效应和微胶的模式结构首次进行了较为详细的研究。取得了一些有意义的结果，为有机聚合物微腔激光器的结构设计奠定了基础。 由于有机/聚合物材料作为微腔的有源介质，成膜质量对其发光及激光有着十分重要的影响，为此，我们利用原子力显微镜首次较为系统观察分析了有机小分子材料、聚合物材料、聚合物和小分子共混或掺杂材料体系的薄膜表面形态以及膜质量问题。为制备光学性能好的有机聚合物激光增益介质提供了技术支持。首次利用X射线衍射和Raman光谱对PVK:Alq:DCM1材料进行了表面分形研究。为进一步探讨材料表面结构特性与其受激发射性能之间的关系奠定了基础。 以BMPPV的三氯甲烷溶液为增益介质，研制出了蓝光波段的聚合物激光器。激光发射峰在464nm。以MEH-PPV的三氯甲烷溶液为增益介质，研制出了红光波段的聚合物激光器，激光发射峰位于585nm。首次对一种小分子材料—“MPV”的三氯甲烷溶液的受激发射特性进行了研究，其受激发射峰位于465nm。 在国内首次研制出光泵浦下以BMPPV:PVK薄膜为增益介质的蓝光波段的聚合物微腔激光器，以PVK:Alq:DCM1为增益介质的红光波段的有机聚合物微腔激光器。激射峰分别位于460nm和603nm。
宋清海[2]2007年在《新型光学微腔激光器的构造及其方向性激光出射的研究》文中研究说明光学微腔是一种尺寸在微米量级或者亚微米量级的光学谐振腔，它利用在折射率不连续的界面上的反射、全反射、散射或者衍射等效应，将光限制在一个很小的区域。由于腔体积的减小，腔内通常只能支持一个或者几个光学模式的谐振，因而置于腔内的原子或者分子的自发辐射性质会受到影响从而得到激光出射。光学微腔在微型激光器和光通信器件等领域内有着广泛的应用价值。本论文集中研究了新型微腔激光器的构型和激光出射特性，设计并制备了一系列新型有源微谐振腔，在激光泵浦的条件下研究了微腔的光谱、阈值以及方向性激光出射的特性。本论文的主要创新点如下：1．提出了一种新的利用溶胶-凝胶技术制备高Q平面光学微腔的方法，可在低温(150度)下高质量地制备得到布拉格反射镜，进而得到平面微腔。这种方法在有机平面微腔的制备上具有特别的优势。采用该方法制备得到的有机微腔的Q值比以往报道提高了一个量级。2．通过人工构造随机皱褶表面的有源光学波导，获得纵向模式可控的波导随机激光。通过有效折射率近似，将波导表面无序的二维体系转化成一维多层膜结构，并利用传输矩阵方法对随机模式以及模式的场分布进行了数值模拟，模拟结果和实验相符。3．提出了一种新的平面微腔和随机微腔耦合的平面随机微腔激光器。在这种新的结构中得到了平面微腔所不具有的高Q值(大于20000)，也得到了随机激光所希望的低阈值(降低了4-5个数量级)，以及很好的方向性激光出射(1.5-1.6度)，并给出了平面随机微腔方向性出射的物理解释。在此基础上制备了含液晶层的平面随机微腔激光器，通过改变环境的温度，得到了波长可调谐的方向性出射的随机激光。4．利用溶胶凝胶技术制备了一系列有机／无机复合材料哨子状的光学微盘，并得到了这种微盘的单方向性激光出射。这个结果对两种螺旋微腔的激光出射机理进行了有效的区分，证明了内角衍射是螺旋微腔激光出射的主要机理。
杨国建[3]2013年在《二维有机准晶光子晶体激光器的设计及其特性研究》文中研究指明发展高效、稳定、且方便与其它光器件集成的激光光源等新型光电器件是目前光信息科学的研究热点之一。作为近三十年发展起来的一种新型光子材料,光子晶体以其独特的光子带隙和光子局域特性,为制备性能优良的微型激光光源提供了基础。有机半导体材料,相比于无机半导体具有发光效率高,温度稳定性好,且易于结构修饰与器件制备等诸多优点,因而被广泛应用于光电器件上。有鉴于此,本文提出了一类基于有机半导体材料的光子晶体微腔激光器。该激光器以构成准晶光子晶体的有机共轭聚合物作为激光增益介质,根据二维八重准晶光子晶体的特性,探索利用缺陷对有机材料发光的局域,缺陷微腔形成的与光子晶体平面垂直方向的波导,以及利用光子晶体平板上下底面多层反射膜形成的完整谐振腔,设计具有激射效应的光子晶体垂直腔面发射激光器。研究其激射过程,探索出射波长、起振阈值、激光模式和发光效率与有机材料、准晶结构的关联,进而制备出光泵浦准晶光子晶体有机半导体可调谐激光原型器件。具体研究工作如下：(1)有机增益介质材料的发光特性研究。对共轭聚合物PPV及其衍生物MEH-PPV与BEHP-PPV等材料的荧光量子效率和光谱特性进行比较,寻找材料的光致发光效率、光谱特性与衍生物的掺杂比例、浓度之间的关联,最终确定有机半导体发光材料BEHP-co-MEH-PPV作为激光增益介质。(2)光子晶体激光器的结构设计与性能优化。采用时域有限差分法,研究8重准晶光子晶体微腔结构的光传输特性以及各参数对光子带隙的影响。通过调节准晶光子晶体中心缺陷,调谐该结构所支持的缺陷模位置,使之与增益介质的荧光峰所在位置相匹配。最后确定如何在低折射率对比的有机准晶光子晶体中利用准晶结构的对称性、控制缺陷模的对称性实现高品质因数的微腔,并达到利用微腔实现光束定向激射的目的。(3)有机薄膜的制备与微结构的刻蚀。有机聚合物薄膜的质量及表面平整度对二维平板光子晶体的光学特性有较大的影响。我们研究利用复合溶剂法,及采用偏心甩胶、悬浮振荡等方法,实现优化薄膜的性能。确定制备准晶光子晶体微腔激光器的实验条件和方法,利用微加工聚焦离子束刻蚀系统和电子束曝光技术制备出有机准晶微腔结构。(4)光子晶体微腔激光器光学特性的测试。采用自行设计搭建的光谱测量系统,对制备的光子晶体微腔激光器进行光学特性测试。利用355nm脉冲激光作为光泵浦源,获得了微腔激光器的阂值9μJ/cm2,激射光波位于607nm,半峰宽度1nm,实验结果与理论计算基本符合,分析有机准晶微腔激光器出现激射光的基本原理。这一结果为未来制备有机电致发光器件和有机光子晶体非线性器件提供了理论和实验。(5)光子晶体分束滤波器的设计。设计了一种基于长方形缺陷的多通道滤波和分束器,分析了长方形缺陷体的谐振频率随边长和沿入射波排列方向变化的规律。并将滤波和分束特性相结合,成功设计了双通道波导和三通道分束滤波器。该种器件综合考虑了光子晶体波导的分束特性和对不同波长的选择特性,这将会在光集成领域是非常广阔的应用价值。
李皓[4]2011年在《新型光学微腔和微腔激光器生物传感效应研究》文中研究表明无标记光学生物传感器是利用光学的手段探测在自然状态下生物分析物的传感器,具有高灵敏度、低探测极限、分析物前处理简单、多通道信号传输、不受电磁干扰、可远程控制、可实时监控等特点,可用于生物医学研究、医疗保健、环境监测和国防等方面。在各种结构中,光学微腔是一种非常合适的传感元件。光学微腔在束缚光场至微米量级的同时,保持很高的Q值(104～109),传感性能优异,理论上甚至可达到单蛋白质分子探测。另外,其传感功能区域小,利于集成和多分析物同步探测,极具实用价值。本论文在光微流谐振环生物传感器优化、基于耦合腔单频激光器的微腔生物传感器的设计与实现方面开展了系列研究,主要创新点是：1.分析并测量了光微流谐振环无标记生物传感器在接近探测极限情况下的体折射率探测和生物小分子表面物质密度无标记探测能力。体折射率和表面物质密度的等噪声探测极限分别为3.8×10-8和0.18 pg/mm2,均突破了多数生物传感器遇到的10-7RIU和1 pg/mm2探测极限瓶颈。这些结果代表了当时微腔生物传感器的最好表现,设定了微腔生物传感器传感的极限基准,也为微腔传感器之间以及与其它技术性能的衡量比较提供了实验依据。2.理论分析了一种三维光场限制的光微流谐振环无标记生物传感器对水中和空气中单纳米颗粒探测的能力。通过各个参数的优化,我们得到了其灵敏度与微球生物传感器相比至少提高10倍。结合目前报道的最低噪声水平,其最小可探测单纳米颗粒半径小于10纳米,已接近单个蛋白质分子水平。3.设计并实现了一种新型的基于耦合腔单频激光器的无标记生物传感器。证明了分析物表面附着会影响耦合条件并引起单频激光的跳模。通过检测跳模过程来进行生物传感,我们利用更加简单的装置得到了80 pg/mL的BSA蛋白质最低探测浓度,这与超高Q值的传统生物传感器的探测极限相当。这些结果首次证明了微腔激光器作为超高灵敏度生物传感器的可行性。
于荣金, 王玉堂[5]1995年在《微腔激光器及其列阵的发展》文中认为微腔激光器及其列阵的发展ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＭｉｃｒｏｃａｖｉｔｙＬａｓｅｒｓａｎｄＴｈｅｉｒＡｒｒａｙｓ￥／／于荣金（中国科学院长春物理研究所，研究员长春１３００２１）王玉堂（国家自然科学基金委员会，研究员北京１０００８３）当今世界，材料、能...
王立军, 宁永强, 刘星元[6]2001年在《微腔物理及微腔激光》文中提出固体光学微腔是一种具有高品质因子而尺寸在光波长量级的光学微型谐振腔。微腔物理及微腔光电子器件研究是具有深刻物理意义和重要应用前景的新学科前沿。利用微腔通过能带工程和微腔工程分别对电子和光子进行限制可以使低维电子体系与单一或少数光电磁场模式发生强耦
程翔[7]2004年在《微腔激光器研究》文中指出本文系统分析了原子与光子在狭小的腔内所表现出来的与在自由空间完全不同的基本行为，在理论和实验中分析了微腔对光模式密度、自发发射强度、光谱线以及自发辐射耦合因子的控制作用。采用修正的速率方程对微腔激光器的阈值进行研究，得到如下结论：在没有无辐射跃迁时，激光器的泵浦速率只需恰好补偿光子向腔外的逃逸速率，输出光强随着输入泵浦光强性线增加，实现所谓的“无阈值”激光器。我们运用光流线量子力学的方法讨论微腔中的单模振荡，得到了模式截止条件。最后运用电磁场时域有限差分法(FDTD)，采用具有很好吸收效果的完全匹配层吸收边界，研究了典型微盘激光器的能量分布以及微盘的Q值随微盘半径尺寸的变化。
张镭, 李颜涛, 林杰, 刘星元[8]2015年在《基于Alq∶DCJTI薄膜的光泵浦650nm微腔激光》文中研究指明设计研制了以分布式布拉格反射镜为腔镜、以主客体掺杂的红光发光材料Alq∶DCJTI为增益介质的有机微腔结构。通过传输矩阵法对腔内驻波光场进行了模拟,确定了合理的微腔结构。在紫外脉冲激光的泵浦下研究了微腔的激光性能。该微腔激光器的输出波长位于650 nm,观察到了明显的激光现象,其中阈值强度约为110 W·cm-2,阈值前后的FWHM从4.7 nm窄化到3.2 nm。
佚名[9]1999年在《细胞结构分析用的生物学微腔激光器》文中研究说明近年来，研究人员已将微生物学和微制造技术结合，形成微电机系统（ＭＥＭＳ）用于临床诊断、生化探测和生物细胞监示。微电机系统在分子和细胞生物学基础研究，并最终在保健基础研究上有广泛影响。便宜而优质的保健需求大大推动了这些系统的发展，这是医学、材料科学、工...
李强[10]2008年在《浅谈纳米光电子器件的发展现状》文中指出纳米光电子技术是一门新兴的技术,近年来越来越受到世界各国的重视,而随着该技术产生的纳米光电子器件更是成为了人们关注的焦点。主要介绍了纳米光电子器件的发展现状。
参考文献：
[1]. 有机及聚合物微腔激光器[D]. 吴东江. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所. 2000
[2]. 新型光学微腔激光器的构造及其方向性激光出射的研究[D]. 宋清海. 复旦大学. 2007
[3]. 二维有机准晶光子晶体激光器的设计及其特性研究[D]. 杨国建. 中央民族大学. 2013
[4]. 新型光学微腔和微腔激光器生物传感效应研究[D]. 李皓. 复旦大学. 2011
[5]. 微腔激光器及其列阵的发展[J]. 于荣金, 王玉堂. 科技导报. 1995
[6]. 微腔物理及微腔激光[C]. 王立军, 宁永强, 刘星元. 新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展（上册）. 2001
[7]. 微腔激光器研究[D]. 程翔. 长春理工大学. 2004
[8]. 基于Alq∶DCJTI薄膜的光泵浦650nm微腔激光[J]. 张镭, 李颜涛, 林杰, 刘星元. 发光学报. 2015
[9]. 细胞结构分析用的生物学微腔激光器[J]. 佚名. 激光与光电子学进展. 1999
[10]. 浅谈纳米光电子器件的发展现状[J]. 李强. 中国新技术新产品. 2008