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混合液晶 单体液晶

AM:钙钛矿量子点聚合物胆甾相液晶圆偏振激光

来源:混合液晶发表日期:2024-04-04 00:39:15浏览量:1

  圆偏振相干光源在3D显现/成像、数据加密传输与处理以及量子通讯等光学运用中具有巨大的运用潜力。但是,不凭借外部光学元器材能够直接出射的具有高的不对称因子的圆偏振激光鲜有报导。

  华南师范大学胡小文等人依据胆甾相液晶的选择性反射以及钙钛矿量子点的高光致发光功率,开宣布了一种完成直接出射高不对称因子圆偏振激光的新策略。研讨成果为,依据双层右旋胆甾相液晶构建的Fabry–Pérot (F–P) 谐振腔,在800nm飞秒激光泵浦下,不对称因子高达1.4的右旋扩大自发辐射被勘探到。整个器材各层是经过溶液处理,使得该器材展现出超柔韧性,在经过100次的180度弯折后,扩大自发辐射强度仍就坚持不变。这一成果初次完成了依据钙钛矿量子点与胆甾相液晶的柔性薄膜的高不对称因子圆偏振扩大自发辐射,为钙钛矿资料在圆偏振激光范畴的开展拓荒了新的路途。

  文中采取了一种全溶液工艺,经过层层(CLCs/ PVA/ PNC / PMMA/CLCs)涂覆和剥离工艺制备独立的柔性薄膜激光器材,其间双层胆甾相液晶(CLCs)作为法布里-珀罗腔(F-P)的反射镜,CsPbBr3纳米晶(量子点)(PNC)层作为增益介质,该激光器材具有高度的柔韧性和半透明性。

  运用具有右旋性的CLCs薄膜作为上下反射层,对右旋CPL进行选择性反射,终究完成极化选择性,用依据双光子吸收的800 nm 飞秒脉冲激光激起PNC。激起态电子能够终究靠自发辐射向亚稳态或基态衰变。当激起强度足够大时,发生粒子数回转,因而导致PNC中呈现扩大自发辐射(ASE)。因为PNC膜夹在两个右旋CLCs反射层之间,只要右旋CP (R-CP)的自发辐射在腔内不断反射振动并被扩大,而左旋CP (L-CP)自发辐射向外发射,终究输出R-CP ASE/lasing。

  上图中显现了组成的CsPbBr3 PNC透射电镜(TEM)图画,呈典型的立方形状,尺度散布规模为10.1±0.5 nm。调查滴涂法制得的PNC薄膜外表的SEM图画,其表现出均匀接连的特征,厚度约在1.5μm。在800 nm、100 fs脉冲的双光子泵浦鼓励下,获得了PNC薄膜的功率依靠PL光谱。在低激起功率(10 )下,薄膜在~ 525 nm处宣布典型的单峰光谱。当激起功率超越12.4 时,ASE在540 nm处呈现二次发射峰,相对于PL最大值红移了15 nm。第二个峰的带宽较窄,半峰全宽(FWHM)为5nm,为典型的ASE峰。进一步勘探了PNC层发光的圆偏振特性,依据成果得出单层PNC薄膜发光不具有圆偏振特性,图g为本作业中测验圆偏振发光的光路示意图。

  如上图所示,因为右旋CLCs薄膜的选择性反射右旋的光,PNC发射的L-CP光能够穿过叠层,而波长坐落CLCs薄膜光子带隙内的R-CP光被反射。因而,L-CP光和R-CP光在两边的强度不同,然后构成圆偏振度非零的CPL。CLC薄膜的反射中心被控制在540 nm,使其与PNC薄膜的ASE (540 nm)光谱峰相匹配,在反射带外具有十分杰出的透过性,答应激起光束(即800 nm)充沛透射。勘探器在叠层结构的上下双面接收到的圆偏振信号存在很明显差异,经过将勘探器从一侧改变到另一侧,不对称因子符号回转,这表明该叠层膜的不同侧发生相反的CPL。

  图中展现了结构为CLCs/PVA/ PNC /PMMA/CLCs的叠层器材示意图,经过勘探从顶部CLCs透射出来的辐射,研讨了该器材在双光子激起下的PL特性。跟着激起功率的增加,525 nm处的PL峰转变为540 nm处的ASE峰。图中描绘了器材的功率依靠性PL强度和FWHM,因为F-P腔的效果激光阈值低至2.4 。当泵浦强度超越激光阈值时,发射的频宽从20 nm减小到4 nm。当运用波长分辨率为0.05 nm的高分辨率光谱仪时,能清楚地看到多模激光(拜见原文support information)。在3.7 的泵浦功率下勘探到了右旋的圆偏振ASE,其不对称因子为-1.44。

  依据钙钛矿资料的光电器材,完成长时间稳定性是十分大的应战。本文也做了稳定性的表征。文中所述器材无需进一步封装,在湿度为60%,温度为25℃的环境下贮存3个月后,其发射强度仅略有下降(~ 5%)。这归因于聚合物PVA和PMMA的维护,使PNC与水分和氧气阻隔。此外,在环境泵浦脉冲激光的接连鼓励下,该器材表现出较高的作业稳定性。在继续激起超越20 min后,器材的激光功率坚持在初始值的80%以上。激光功率的细微下降可能是因为继续激起引起的热量堆集,导致CLC谐振腔遭到搅扰,以此来下降器材功能。即便经过100次曲折(180次)循环,薄膜的激光强度仍坚持不变,这表明了优异的机械灵活性。该膜在365 nm紫外光激起下,在球面、尖角、曲折外表均能很好的粘附并宣布均匀的绿光,在柔性光电子范畴展现出巨大的运用远景。

  以上研讨成果得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金、广州市科技方案项目、广东省光信息资料与技能要点实验室、教育部光信息国际协作联合实验室以及国家高等学校学科立异引智方案111引智基地等项目的经费支撑。论文协作者美国宾夕法尼亚州立大学的王凯博士、西班牙维戈大学Lakshminarayana Polavarap教授以及中科院长春光机所吕营副研讨员、在论文的成果评论与撰写上给予了大力支撑。

  为加强科研协作,咱们为海内外科研人员专门开通了钙钛矿科创协作专业科研沟通微信群 。加微信群方法:增加修改微信pvalley2019,补白: 名字-单位-研讨方向(无补白请恕不经过),由修改审阅后邀请入群。

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