近期,中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所強(qiáng)場(chǎng)激光物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室首次在新型二維全無(wú)機(jī)鈣鈦礦CsPb2Br5微片中基于兩種微腔效應(yīng),成功實(shí)現(xiàn)了高穩(wěn)定性、模式可調(diào)的高品質(zhì)微納激光。相關(guān)工作發(fā)表在《光子學(xué)研究》(Photonics Research)鈣鈦礦光子學(xué)專刊。
近年來(lái),鹵化物鈣鈦礦微納結(jié)構(gòu)取得了快速的發(fā)展,得益于其優(yōu)異的光電特性,在低閾值微納激光領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。然而,在同一鈣鈦礦微納結(jié)構(gòu)中,實(shí)現(xiàn)不同微腔效應(yīng)的激光發(fā)射還鮮有報(bào)道。
研究團(tuán)隊(duì)利用溶液法制備了亞波長(zhǎng)厚度,邊長(zhǎng)約4μm的二維鈣鈦礦CsPb2Br5微片,其正方形形貌可以形成天然的微腔結(jié)構(gòu)。首先,采用超快光譜技術(shù),發(fā)現(xiàn)鈣鈦礦微片的凈光學(xué)增益在小于1ps的時(shí)間內(nèi)快速建立,增益持續(xù)時(shí)間超30ps,非常利于實(shí)現(xiàn)受激發(fā)射。同時(shí)溫度依賴的放大自發(fā)輻射研究表明其具有高的特征溫度,即良好的熱穩(wěn)定性。最后,基于微腔效應(yīng),在正方形鈣鈦礦微片的對(duì)邊方向,實(shí)現(xiàn)了低閾值(230μJ/cm2)的法布里-珀羅微腔上轉(zhuǎn)換多模激光,其品質(zhì)因子高達(dá)~3551,在鈣鈦礦微片激光中居于前列。進(jìn)一步改變激發(fā)位置,在微片中得到了低閾值(~180μJ/cm2)、高品質(zhì)因子(3374)的上轉(zhuǎn)換單模回音壁激光。特別是與三維鈣鈦礦CsPbBr3微納激光波長(zhǎng)隨泵浦強(qiáng)度發(fā)生明顯藍(lán)移(>0.4nm)不同,二維鈣鈦礦微片激光波長(zhǎng)漂移小于0.1nm,表明其具有更優(yōu)異的激光色度。
該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院先導(dǎo)B類專項(xiàng)、上海市優(yōu)秀學(xué)術(shù)/技術(shù)帶頭人計(jì)劃等項(xiàng)目的支持。(強(qiáng)場(chǎng)激光物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室供稿)
鈣鈦礦CsPb2Br5微片回音壁單模激光
新聞鏈接:http://www.siom.cas.cn/xwzx/ttxw/202008/t20200821_5664899.html
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