微纳结构有机半导体光放大特性及器件研究

发布时间：2024-05-08 00:33

　　有机半导体材料种类丰富,其中很大一部分具有很高的光学增益,可以作为激光振荡器与放大器的增益介质。有机半导体器件制备工艺简单,且可以实现柔性器件,这些特性使基于有机半导体材料的微纳激光器、光放大器具有广泛的研究和应用前景。本论文围绕微腔结构有机半导体薄膜激光放大器及其光物理特性,开展以下方面研究工作:(1)基于有机半导体分布反馈(DFB)微腔的飞秒激光脉冲注入锁定放大器将注入锁定放大技术与有机半导体薄膜DFB微腔激光器相结合,以沉积在纳米光栅上的高分子半导体薄膜构造DFB微腔,实现了微腔结构对垂直注入的种子光的选择性放大,放大波长与DFB微腔自身的共振波长相匹配。通过测量不同偏振态的泵浦光激发下,不同偏振态的注入光放大的超快动力学过程,研究了DFB微腔注入锁定放大的偏振依赖关系。结果表明,只有偏振方向与光栅栅线方向平行的注入光可以被微腔有效放大,且泵浦光的偏振方向会影响放大效率。另外,通过微调种子光注入微腔的角度可以改变放大光的波长。注入放大光不仅保留了注入光准直性、方向性和带宽性能的特点,还可以实现DFB微腔激光输出的远场、灵活可控应用。(2)基于有机半导体薄膜和啁啾光栅DFB微腔的飞...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-1基于有机半导体材料的柔性光电子器件：(a)可转印的薄膜DFB微腔激光器[6]

北京工业大学工学博士学位论文材料种类丰富，很多材料都表现出了很高的光学增益，发射波长涵盖红外、紫外甚至深紫外[27-31]等波段，可以直接用于制备所需波长的激光器件。导体激光器通常具有较宽的发射光谱范围，制备工艺简单，可以制备成各腔。结合较好的机械柔韧性特点，可以实现多波长[32....

图1-2激光器的基本构成：反射镜构成的谐振腔、增益介质、泵浦源

第1章绪论究得到了广泛的关注。体薄膜微腔激光器的原理体激光器的三个基本组成部分仍是增益介质、光学谐。其中增益介质通常是有机发光材料，包括有机聚合振腔可以使用简单的Fabry-Perot(F-P)腔、DBR（D布式布拉格反射）或DFB（Distributedfeedb....

图1-3简化的Jablonski图：有机半导体增益介质的类四能级系统示意图

北京工业大学工学博士学位论文（小于1ps）从E4驰豫到最低振动能级E1。由上述过程分子会快速驰豫到E3，导致E1、E2的粒子数反转状态持续子更容易通过受激吸收进行跃迁。同样，由于E4的分子级的快速抽空，使E3、E4更容易实现粒子数反转。有机分布类似于四能级系统，达到....

图1-4(a)垂直输出Fabry-Perot腔和(b)平面波导F-P腔的有机半导体薄膜激光器的结构示

1-4(a)垂直输出Fabry-Perot腔和(b)平面波导F-P腔的有机半导体薄膜激光器的结意图。gure1-4Schematicillustrationoforganiclasersbasedon(a)verticalFabry–Perot....

本文编号：3967227