基于新型共聚物和钙钛矿材料的激光性能研究

发布时间：2019-07-03 11:29

【摘要】：1.本文首先对一种新型有机共轭聚合物F1/4F8BT和其与PFO共混薄膜的光学特性进行了深入详细的研究。这种新型的黄绿光聚合物材料F1/4F8BT与PFO共混后有着优异的光学增益特性。从实验表征结果来看,在PFO:F8BT共混薄膜中,由于F8BT的自发发射与PFO极化子对的竞争关系,薄膜有着较高的自发发射放大(Amplified Spontaneous Emission,ASE)阈值;而F1/4F8BT与PFO共混薄膜的ASE阈值较F8BT薄膜降低了30%,而且其光学净增益增加了50%。这样我们就研发出一种比市面上商业化销售的黄绿光发光材料发光性能更强,生产方法及成本几乎相同的新型黄绿光发光聚合物,其市场化前景有很大潜力。2.然后本文对当今光伏领域最热门的钙钛矿型材料进行了光学性能的表征,发现其拥有出色的自发发射放大特性,可以通过改变卤族元素调整其发射光谱至黄绿光波段。并通过扫描电子显微镜来观测并研究钙钛矿薄膜器件的表面形貌。3.由于钙钛矿材料优良的半导体特性,我们将其应用到有机无机杂化半导体激光器研制中,并创造性地在分布反馈式(Distributed Feed Back,DFB)激光器结构中引入波导元件,有益于降低激光器的激发阈值。利用专业的光学仿真软件对激光器件结构进行设计,对整个器件光学性能进行模拟仿真,得到了激光输出结果。对于实验室制备钙钛矿电泵浦激光器,建议了器件结构和制备方法,为该领域研究人员继续进行探索提供了参考。本文针对聚合物激光材料设计、钙钛矿材料光增益性能的初步研究,以及激光器件光学参数的仿真模拟,为研究新型更有效的有机和有机/无机杂化激光器件拓展了新的思路。
[Abstract]:1. In this paper, the optical properties of a new organic conjugated polymer F1/4F8BT and its blend films with PFO were studied in detail. This new yellow-green photopolymer material F1/4F8BT and PFO have excellent optical gain characteristics. The experimental results show that in PFO:F8BT blend films, due to the competitive relationship between F8BT spontaneous emission and PFO polaron pair, the film has a higher spontaneous emission amplification (Amplified Spontaneous Emission,ASE threshold, while the ASE threshold of F1/4F8BT and PFO blend films is 30% lower than that of F8BT films, and its optical net gain is increased by 50%. In this way, we have developed a new type of yellow-green luminous polymer, which has stronger luminous properties and almost the same production method and cost than the commercial yellow-green luminous material sold on the market, and its market-oriented prospect has great potential. 2. Then, the optical properties of the most popular perovskite materials in photovoltaic field are characterized in this paper. It is found that the perovskite materials have excellent spontaneous emission amplification characteristics, and the emission spectrum can be adjusted to the yellow and green band by changing the halogen group elements. The surface morphology of perovskite thin film devices was observed and studied by scanning electron microscope. Because of the excellent semiconductor properties of perovskite materials, we apply it to the development of organic-inorganic hybrid semiconductor lasers, and creatively introduce waveguide elements into the distributed feedback (Distributed Feed Back,DFB) laser structure, which is beneficial to reduce the excitation threshold of the laser. The structure of the laser device is designed by using the professional optical simulation software, and the optical performance of the whole device is simulated, and the laser output results are obtained. For the preparation of perovskite electric pump laser in laboratory, the device structure and fabrication method are suggested, which provides a reference for researchers in this field to continue to explore. In this paper, the design of polymer laser materials, the preliminary study of optical gain performance of perovskite materials and the simulation of optical parameters of laser devices expand a new idea for the study of new and more effective organic and organic / inorganic hybrid laser devices.
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN304;TN248

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本文编号：2509348