1 华中科技大学 武汉光电国家研究中心， 湖北 武汉 430074
2 华中科技大学 集成电路学院， 湖北 武汉 430074
3 国科大杭州高等研究院 物理与光电工程学院， 浙江 杭州 310024
4 中国科学院 上海光学精密机械研究所， 强场激光物理国家重点实验室， 上海 201800
热蒸发法是实现钙钛矿发光二极管商业化显示应用的可靠技术。然而，热蒸发沉积的钙钛矿薄膜的PLQY经常较低，并且钝化手段不如溶液法丰富。本文报道了一种通过原位共蒸技术将钝化剂引入钙钛矿层的方法，这种方法能够钝化真空沉积钙钛矿中的缺陷，增强辐射复合，并提高钙钛矿的PLQY。氧膦基团与不饱和位点形成配位络合，钝化了钙钛矿的晶界缺陷，并抑制了带尾态缺陷。基于最佳比例的钙钛矿薄膜所制备的LED器件表现出最大6.3%的EQE，最大亮度为35 642 cd/m2。更进一步地，基于全真空的器件制备工艺，获得了最大EQE为5.0%的312 ppi高分辨率PeLEDs。总之，本文为热蒸发PeLEDs的缺陷钝化提供了有用的指导，证明热蒸发PeLEDs在效率和亮度提升方面具有巨大潜力，并具备商业化前景。
钙钛矿发光二极管 热蒸发 缺陷钝化 像素化 perovskite light-emitting diodes thermal evaporation defect passivation patterning
1 中国科学院上海光学精密机械研究所 强场激光物理国家重点实验室，上海 201800
2 国科大杭州高等研究院 物理与光电工程学院，浙江 杭州 310024
3 中国科学院大学 材料与光电研究中心，北京 100049
4 华中科技大学 光学与电子信息学院，湖北 武汉 430074
准二维Ruddlesden?Popper（R?P）卤化物钙钛矿具有优越的光电特性，在太阳能电池、发光二极管、激光器等光电器件中受到广泛关注，但严重影响载流子的弛豫和传输特性的激子?声子之间的相互作用还未得到充分揭示。与广泛研究的三维钙钛矿结构相比，准二维钙钛矿存在天然形成的量子阱结构，具有更大的激子结合能，激子效应更加明显，但对其激子?声子相互作用的研究仍然较少。因此，我们通过溶液法制备了准二维R?P型钙钛矿（PEA）2Csn-1PbnBr3n+1薄膜，其增益系数高达~1 090.62 cm-1，获得了低阈值（~12.48 μJ/cm2）的放大自发辐射。基于此，我们通过变温荧光光谱（77~300 K）和瞬态吸收光谱技术研究了（PEA）2Csn-1PbnBr3n+1薄膜随温度变化的发光特性，以阐述其内部的激子?声子相互作用对其发光性能的影响。发现在低温域内（77~120 K），由激子?声子相互作用引起的带隙变化相对较弱，晶格热膨胀占主导地位；随着温度升高，激子?声子相互作用对带隙变化产生较大影响。另一方面，激子?声子相互作用会促使发光光谱线宽加宽，但我们在77~120 K的温度范围内观察到了反常线宽变窄现象，这归因于由局域化效应引起的多量子阱中的能量转移机制；直到120 K之后，激子?声子相互作用引起的谱线加宽才足以逆转这一趋势。本文对准二维钙钛矿的激子?声子相互作用的研究对于提高准二维钙钛矿光学性能及其发光应用具有指导价值。
激子-声子相互作用 准二维钙钛矿 光谱加宽 局域化效应 exciton-phonon interaction quasi-2D perovskite spectral broadening localization effects
1 国科大杭州高等研究院 物理与光电工程学院，浙江 杭州 310024
2 中国科学院上海光学精密机械研究所 强场激光物理国家重点实验室，上海 201800
近年来，钙钛矿材料及器件由于其优异的光电特性取得了巨大的研究进展。特别是准二维卤化物钙钛矿材料，因其具有激子结合能大、激子‐光子强耦合和稳定性好等优点，在光电器件领域显示出很大的应用潜力。此外，准二维钙钛矿中自发形成的量子阱结构允许激子能量从小n相转移到大n相，能够有效促进激子利用率和粒子数反转，这使得准二维钙钛矿材料能够成为激光器中的光学增益介质。本文首先介绍了准二维钙钛矿的晶体结构和优异的光学性能，进而总结了调节准二维钙钛矿晶相结构的几种策略。最后，回顾了准二维钙钛矿微纳激光器的发展，并对准二维钙钛矿材料和激光器件的研究进行了总结和展望。
准二维钙钛矿 晶相调控 增益介质 激光器 quasi-2D perovskite crystal orientation gain medium laser
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of High Field Laser Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 School of Physical Science and Technology, ShanghaiTech University, Shanghai 200031, China
3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
4 CAS Center for Excellence in Ultra-intense Laser Science, Shanghai 201800, China
A novel tiled Ti:sapphire (Ti:S) amplifier was experimentally demonstrated with >1 J amplified chirped pulse output. Two Ti:S crystals having dimensions of 14 mm× 14 mm× 25 mm were tiled as the gain medium in a four-pass amplifier. Maximum output energy of 1.18 J was obtained with 2.75 J pump energy. The energy conversion efficiency of the tiled Ti:S amplifier was comparable with a single Ti:S amplifier. The laser pulse having the maximum peak power of 28 TW was obtained after the compressor. Moreover, the influence of the beam gap on the far field was discussed. This novel tiled Ti:S amplifier technique can provide a potential way for 100 PW or EW lasers in the future.
Ti:sapphire crystal tiled Ti:sapphire amplifier chirped pulse Chinese Optics Letters
2021, 19(1): 011401
1 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学杭州高等研究院, 浙江 杭州 310024
3 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
4 上海科技大学物质科学与技术学院, 上海 201210
钙钛矿材料作为新兴半导体材料,具有吸收系数大、载流子扩散长度长、缺陷态密度低和带隙可调谐等优点,在太阳能电池、光源等光电领域有着广泛的应用前景。本文主要探讨钙钛矿材料作为激光增益介质,应用于微纳激光领域所取得的成果与研究进展,并对不同激光腔的模式分类进行总结概述,最后对钙钛矿微纳激光的发展前景进行展望。
材料 钙钛矿材料 微纳激光 回音壁模式 法布里-珀罗模式 随机激光 波长调谐 激光与光电子学进展
2020, 57(7): 071602
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physics Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China
2 State Key Laboratory of High Field Laser Physics, Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
A mode-locked (ML) picosecond ytterbium-doped thin disk laser using a monolayer MoS2 as the saturable absorber (SA) is demonstrated. The monolayer MoS2 is fabricated through the method of low-pressure chemical vapor deposition. The laser directly produces stable ML picosecond pulses at a slope efficiency of 9.71%. The maximum output power is approximately 890 mW, while the corresponding repetition, pulse energy, and pulse duration are 48.6 MHz, 18.3 nJ, and 13.1 ps, respectively. Results suggest that the monolayer MoS2 is a promising SA for ultrafast lasers system.
140.4050 Mode-locked lasers 140.3615 Lasers, ytterbium 140.3480 Lasers, diode-pumped Chinese Optics Letters
2017, 15(4): 041401
1 同济大学物理科学与工程学院， 上海 200092
2 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室， 上海 201800
3 中国科学院大学， 北京 100049
为了获得高重复频率的飞秒激光脉冲，将突发运行模式引入飞秒碟片再生放大系统中。通过将再生放大器的腔长设计为9.3 m,激光系统输出了接近衍射极限的激光脉冲，且激光脉冲的重复频率为电光调制频率的5倍。在电光调制频率为5 kHz、吸收的抽运功率为98 W的条件下，获得了最高输出功率为10.7 W、光谱半峰全宽为1.18 nm、脉冲宽度为777 fs的双曲正割脉冲输出。再生放大器的光-光转换效率随着电光调制频率的增加而增加，从频率为0.5 kHz时的12.4%增加到频率为5 kHz时的25.3%。激光的输出稳定性在18~20 ℃的温度区间内随着水冷温度的降低而提高，激光系统输出功率的均方根从20 ℃时的0.93%变为18 ℃时的0.52%。该研究结果对于设计具有高重复频率、高功率且性能稳定的飞秒激光系统具有参考价值。
激光光学 半导体抽运激光器 再生放大器 突发运行模式 碟片激光器
