《Frontiers of Optoelectronics》期刊近日发表了北京工业大学理学部翟天瑞教授课题组撰写的有关基于光子晶体结构的分布反馈有机激光器的论文,从光子晶体的视角对多种微腔激光器进行审视,综述了基于一维、二维、三维周期、准周期、非周期光子结构中的有机激光器的部分最新研究进展,并对其发展趋势进行了展望。

Distributed feedback organic lasing in photonic crystals

Yulan FU, Tianrui ZHAI

Front. Optoelectron.. 2020, 13 (1): 18-34.  

 

 

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研究背景

微腔激光器由于其丰富物理内涵和重要应用前景引起了研究人员的广泛关注。其谐振腔型包括法布里珀罗腔、分布式布拉格反射腔、回音壁腔、等离激元腔、光子晶体腔、分布反馈腔、随机腔等。

分布反馈激光器是利用周期结构提供反馈的一类激光器。文中介绍的有机半导体分布反馈激光器以有机半导体材料作为增益介质。有机半导体材料具有荧光光谱宽、斯托克斯位移大、吸收系数大、淬灭率低、电荷传输特性好等特点。基于此,有机半导体分布反馈激光器具有性能良好、制备简单、成本低等优点。

另一方面,作为一种从概念到原理都有别于传统激光器的新型激光器件,随机激光器由于其结构简、制备易、成本低等特点在成像、传感和光子芯片等领域具有广泛的应用前景。随机激光器是利用无序结构提供反馈的一类激光器。微腔结构的无序化决定了随机激光的诸多发射特性,如方向性、相干性、强度、偏振等。

从光子晶体的视角来看,分布反馈腔和随机腔可以归入光子晶体腔,并由此可以演绎出其它一切基于阵列结构的新型谐振腔。

 

内容简介

本文综述了近年来基于光子晶体结构的有机激光研究进展,包括增益体系、谐振腔的类型、设计、制备、器件表征等,重点介绍了有机激光在一维、二维、三维分布反馈结构中的实现及潜在应用,为该类型微腔激光的研究提供了新的视角。

 

 

图文导读

图1. 有机激光器谐振腔:一维、二维、三维周期、准周期、非周期光子结构。

 

图2. 一维分布反馈有机激光器(a)示意图、(b)电镜剖面图及(c)能带图。

图3. 一维分布反馈谐振腔中波导模式的反馈和输出示意图。

图4. 高阶分布反馈有机激光器。(a)泵浦及测试图。(b)-(d)二阶、三阶、四阶分布反馈有机激光光斑照片。

 

 

PI简介

翟天瑞,北京工业大学理学部教授、博士生导师,北京工业大学理学部主任。现任中国光学学会副秘书长、北京光学学会常务副理事长、中国光学学会全息与光信息处理专委会委员。担任《中国科学?信息科学》、中国激光杂志社青年编委。

长期从事微腔激光器研究工作,致力于探索高性能片上光源器件。近年来,通过设计微腔结构、引入增强机制等方法大幅降低了有机半导体微腔激光器件的阈值,并在器件微型化、柔性化、集成化方面做了一系列工作。在该研究领域发表SCI论文100余篇,授权国内外发明专利10余项,参编专著2部。主持和完成国家自然科学基金优秀青年科学基金项目、面上项目、北京市重点研究专题等多项课题。曾获全国百篇优秀博士学位论文提名、饶毓泰基础光学奖、霍英东青年教师奖等。

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