《有機半導體分布反饋雷射器陣列的製備研究》是依託蘇州大學，由黃文彬擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：有機半導體分布反饋雷射器陣列的製備研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：黃文彬
- 依託單位：蘇州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
寬調調諧、易於集成、操作簡便的全有機雷射器件對於柔性光電子電路的實現有著極其重要的意義。現有的可調諧有機分布反饋雷射器存在調諧範圍小、性能不穩定、需要多個泵浦雷射器的問題。在本項目中，我們準備通過在柔性襯底製作有機分布反饋雷射器陣列來解決上述問題。將採用廉價的發光二極體作為泵浦源，降低整個系統的成本和複雜性，同時利用Foster能量轉移機制，一個泵浦源就可以激發出紅綠藍不同譜段的雷射。擬採用擁有自主產權的像素型干涉光刻系統製作亞波長光柵陣列，然後通過紫外納米壓印轉移到柔性襯底。將研究：（1）光柵深度、占空比、增益介質厚度、像素尺寸對雷射器閾值及斜率效率的影響；（2）混合增益介質中材料種類、配比以及處理方式對於增益譜範圍和增益係數的影響。聚合物晶片僅包含了亞波長光柵陣列及有機半導體發光層，與泵浦源及光學元件獨立開來，可以通過簡單替換來解決工作壽命的問題。
結題摘要
微腔雷射器，是優秀的光源，有著易於集成、工作閾值低、單色性好的優點，是實現集成光子晶片的重要組件。有機半導體增益材料有著柔性、寬譜增益、高增益係數及成本低廉的優點，有望實現低成本、低閾值、良好方向性、波長可調的微腔雷射器陣列，相關研究結果對於光子晶片在光譜分析及光學感測領域的推進，有著重要意義。本項目提出利用連續變頻點陣干涉光刻設備製作有機半導體布拉格反射腔雷射器陣列，主要的研究內容包括：基於Forster能量轉移的有機半導體寬譜增益材料的研究；平面可集成有機半導體布拉格反射腔雷射器的製作及性能最佳化；微腔有機半導體雷射器陣列的製作研究；基於有機半導體雷射器陣列的微流控光學感測器的研究。取得的主要成果包括：（1）獲得了可以被同一泵浦源激發，覆蓋可見光譜的高增益材料；（2）製作了平面分布布拉格腔有機半導體雷射器，有著低閾值（<1kW/cm2）、方向性好（垂直樣品出射衍射受限圓斑）及平面集成的優點。（3）基於連續變頻點陣干涉光刻裝備，製作了分布布拉格腔雷射器陣列，出射雷射波長可在藍光440nm-470nm，綠光490nm-520nm和紅光600nm-640nm範圍內調控，調製精度達到1nm；（4）基於有機半導體雷射器陣列，製作了微流控光學感測器，有著高分辨、高靈敏及實時探測的優點，對葡萄糖溶液擴散過程進行了實時監控；（5）發表SCI二區及以上論文9篇，申請專利2項，獲得授權1項。本項目在國家自然基金的資助下，進展順利，對於有機半導體雷射器的增益介質、亞波長諧振腔的製作工藝、諧振腔結構及微流控集成技術等方面，取得了一些進展，對集成光子晶片的發展和套用起到積極的推動作用。
