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高性能有机微纳激光可控构筑取得新进展
发布时间:2022-07-25 00:39
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本文摘要:激光是20世纪最最出色的发明者之一,早已在人们日常生活的各个领域获得广泛应用。随着科技的变革,激光技术也大大发展,其中微纳激光是激光技术与纳米科学交叉产生的研究前沿。在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的大力支持下,中国科学院光化学重点实验室的科研人员多年来仍然致力于有机微纳激光材料与器件方面的研究,在有机微纳谐振腔结构的高效率装配,有机微纳激光材料的激发态过程,以及有机柔性微纳激光阵列等方面积极开展了系统的研究工作。

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激光是20世纪最最出色的发明者之一,早已在人们日常生活的各个领域获得广泛应用。随着科技的变革,激光技术也大大发展,其中微纳激光是激光技术与纳米科学交叉产生的研究前沿。在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的大力支持下,中国科学院光化学重点实验室的科研人员多年来仍然致力于有机微纳激光材料与器件方面的研究,在有机微纳谐振腔结构的高效率装配,有机微纳激光材料的激发态过程,以及有机柔性微纳激光阵列等方面积极开展了系统的研究工作。全色激光表明生物传感与光学以及光信息处理等方面的应用于,拒绝在微纳尺度上同时输入有所不同波长的激光,而目前的微纳多色激光一般来说是将有所不同增益介质构建在同一器件中。

然而由于缺乏可适应环境于多增益区间的模式自由选择机制,所获得的微纳多色激光器大多以多模式运营。多模式激光不会导致信号的随机波动和伪信号的产生,这是目前多色激光应用于各种光子学器件,特别是在是光子学信息处理时所面对的一个关键瓶颈问题。最近,研究人员通过高效率的纳米构筑技术,建构了有所不同波长有机微纳谐振腔的轴向填充结构,首次构建了多增益区间的激光模式间接选举,从而构建了有所不同波长的微纳单模式激光的高效率输入,向高性能纳米光子学构建器件的高效率建构迈进了扎实的一步。图1轴向耦合纳米线异质结模式调制效果研究研究人员自由选择两种具备低光学增益性质的有机激光染料,通过高效率分子装配,制取了两种染料各自形貌规整的有机单晶纳米线。

更进一步利用微操纵手段在材料自由选择和结构搭起方面的灵活性,将制取的两种有机一维晶体构筑成轴向耦合的异质结,作为填充谐振腔结构。在构筑的填充体系中,每一根纳米线既可以产生对应增益区间的激光出射,又同时作为另一根纳米线的模式滤波器,在两根纳米线之间的协同作用下构建了激光模式的互相调制,从而取得了双波长的单模激光(图1)。由于有所不同波长的增益缩放在空间上是互相分离出来的,所获得的轴向耦合谐振腔可以从有所不同端口构建有所不同波长相干性信号的分别输入(图2),这将很大提升光子学构建器件的集成度和灵活性。

涉及成果公开发表在ScienceAdvances2017,3,e1700225。


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