有机半导体激光实现机制和技术途径的研究
本文选题:有机激光 切入点:二极管泵浦 出处:《上海大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:在过去的十年,有机半导体激光由于有机材料可产生各种颜色的发光以及其薄膜可制备在柔性衬底等优势,已经应用在各式便携光源中,且引起了人们的广泛关注。如今,在各种领域,包括光谱学,闪烁谱仪以及便携显示和投影模块开发等,多彩激光光源的实现亟待解决,而如何基于“芯片实验室”的概念来实现微米量级的激光系统成为技术关键。为了实现多彩激光光源以及简化整个激光系统,本论文基于有机小分子染料,分别研究了利用叠层平板波导结构实现多波段同时自发辐射放大(ASE)现象,利用掺杂体系中的能量传递实现多波段同时ASE现象,以及二极管泵浦有机半导体激光器的方案。具体内容分为以下三个方面:首先,本文研究了有机激光染料在叠层平面波导中的多波段ASE现象。其中,银作为中间调制层将活性层的ASE限制在其所在的平板波导中,同时本文在活性层与调制层之间插入一层氟化锂来避免荧光淬灭和辅助限制泵浦能量。对器件进行光泵浦时,在503和662 nm处同时观察到ASE的现象,与器件中活性层的ASE波段一一对应,且阈值相对较低,分别为37.2和39.7μJ/cm2。其次,本文研究了二元(绿色和红色激光染料)掺杂与三元掺杂(蓝色、绿色和红色激光染料)薄膜中的ASE现象。结果表明给体的受激辐射速率和主客体之间F?rster能量传递速率可以通过主客体的相对掺杂浓度进行调节,最终可以实现多波段同时的ASE。在光泵浦条件下,二元掺杂薄膜的ASE出现在493和570 nm处,阈值分别为15.7和19.1μJ/cm2,而三元掺杂薄膜的ASE出现在452,510和596 nm处,阈值分别为22.0,18.6和23.8μJ/cm2。最后,本文提出了两种实现有机发光二极管(OLED)泵浦有机半导体激光器的方案,即利用OLED电致发光激励由激光染料组成的空穴注入层——DSB染料或者DSB与DCJTB染料掺杂。利用DSB作为空穴注入层提高了器件的效率,分别为9.59 cd/A和6.93 lm/W。对于DSB与DCJTB掺杂作为空穴注入层的器件,电子传输层对实现OLED泵浦的有机固体激光器起重要作用。另外,以激光发射波长为355 nm的Nd:YAG激光器作为泵浦源,对有机薄膜的光学特性进行了研究。
[Abstract]:In the past decade, organic semiconductor lasers have been used in various kinds of portable light sources because of the advantages of organic materials producing various colors of luminescence and their thin films can be prepared on flexible substrates. In a variety of fields, including spectroscopy, scintillation spectrometer, portable display and projection module development, the realization of colorful laser light source needs to be solved. In order to realize the colorful laser light source and simplify the whole laser system, this paper is based on the organic small molecule dye, in order to realize the colorful laser light source and simplify the whole laser system. The multiband simultaneous spontaneous emission amplification (ASE) phenomenon using laminated planar waveguide structure and the multiband simultaneous ASE phenomenon by energy transfer in doped system are studied respectively. And the scheme of diode pumped organic semiconductor laser. The specific contents are as follows: firstly, the multiband ASE phenomenon of organic laser dye in laminated planar waveguide is studied. Silver acts as the intermediate modulation layer to limit the ASE of the active layer to the planar waveguide in which it is located. At the same time, a layer of lithium fluoride is inserted between the active layer and the modulation layer to avoid fluorescence quenching and auxiliary limiting pump energy. The phenomenon of ASE was observed simultaneously at 503 nm and 662nm, corresponding to the ASE band of the active layer in the device, and the threshold was relatively low, which was 37.2 渭 J / cm ~ 2 and 39.7 渭 J / cm ~ 2, respectively. The ASE phenomena in binary (green and red laser dyes) and ternary doped (blue, green and red laser dyes) films have been investigated. The energy transfer rate of rster can be adjusted by the relative doping concentration of the host and guest. Finally, the multi-band simultaneous ASE can be realized. The ASE of the binary doped films appears at 493 nm and 570nm under the condition of optical pumping. The threshold values are 15.7 渭 J / cm ~ 2 and 19.1 渭 J / cm ~ 2, respectively, while the ASE of ternary doped thin films appear at 452,510 nm and 596nm, and the thresholds are 22.0 渭 J / cm ~ (2) and 23.8 渭 J / cm ~ (2), respectively. Finally, two schemes are proposed to realize organic light-emitting diode (Ole) -pumped organic semiconductor lasers. That is, OLED electroluminescence is used to excite the hole implantation layer composed of laser dyes, that is, DSB dye or DSB doped with DCJTB dye. The efficiency of the device is improved by using DSB as the hole implantation layer. For the devices doped with DSB and DCJTB as the hole injection layer, the electron transport layer plays an important role in the realization of OLED pumped organic solid state lasers. In addition, the Nd:YAG laser with the laser emission wavelength of 355nm is used as the pumping source. The optical properties of organic films were studied.
【学位授予单位】:上海大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN24
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 上海钟表元件厂生产组;激光自动打孔机[J];物理;1974年01期
2 ;国外资料索引[J];激光与红外;1977年09期
3 张钧,陈光南,常铁强,裴文兵,尤希文,隋成之,徐少则,古培俊,章实,张兴宏;激光产生X光的数值模拟研究[J];计算物理;1992年S1期
4 吴鸿兴,王声波,郭大浩;激光新阈值理论及其实验研究[J];光学学报;1993年12期
5 乐瑶;;用于激光动力传输的光子发生器与光子发动机[J];激光与红外;1971年S5期
6 郭转运,张光寅;一种改进的激光反馈干涉测振系统[J];中国激光;1984年11期
7 李乐;王克勤;李海沧;;CO_2激光001带和002带竞争效应的研究[J];应用激光;1984年06期
8 魏振乾,赵家龙,鲍信先;激光腔内吸收的实验研究[J];光谱学与光谱分析;1988年05期
9 彭翰生;实验室X光激光研究现状和展望[J];强激光与粒子束;1990年02期
10 答孝义,,李承芳;激光腔稳定性的衍射解法[J];武汉大学学报(自然科学版);1994年04期
相关会议论文 前4条
1 何忠蛟;;用于激光内雕中的特殊构型谐振腔研究[A];浙江省光学学会第九届学术年会暨新型光电技术青年论坛论文集[C];2005年
2 段庆生;常铁强;张维岩;王光裕;王重基;;激光腔靶中等离子体流场的数值模拟[A];中国工程物理研究院科技年报(1998)[C];1998年
3 姜宏伟;杨经国;;用受激热瑞利散射实现自调Q及PCR的Nd:YAG激光运转[A];中国物理学会光散射专业委员会成立十周年暨第六届学术会议论文集(下册)[C];1991年
4 林贻X;丘秉生;邹钜佳;;光泵亚毫米波激光样品管的最佳长度与激光物质的色散特性[A];1989年全国微波会议论文集(上)[C];1989年
相关博士学位论文 前1条
1 钟如涛;高功率横流CO_2激光光束特性及其对加工质量影响的研究[D];华中科技大学;2008年
相关硕士学位论文 前10条
1 罗恒;DL-C型半导体激光用于前列腺外科治疗的临床前疗效评估[D];南方医科大学;2015年
2 卢松;基于FPGA的激光自混合干涉信号高速数据处理系统设计[D];南京信息工程大学;2016年
3 魏梦杰;有机半导体激光实现机制和技术途径的研究[D];上海大学;2016年
4 许周速;高功率横流CO_2激光功率蜕化机理研究[D];浙江工业大学;2007年
5 李明燕;透明曲面成形过程关键位置激光监测系统方案[D];北京邮电大学;2013年
6 李建平;激光空心光束的研究及在激光内雕中的应用[D];浙江大学;2005年
7 沈峗华;激光自混合干涉位相调制技术的研究[D];南京师范大学;2007年
8 吴志永;激光腔内吸收光谱方法和部分应用[D];中国科学技术大学;2004年
9 赖方明;激光自混合干涉微位移测量系统的驱动与控制电路设计与实现[D];南京师范大学;2007年
10 迟晓丽;离子辅助镀高功率CO_2激光薄膜研究[D];华中科技大学;2004年
本文编号:1584740
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/1584740.html