有機單晶納米線雷射器能量轉換過程的超快動力學研究

《有機單晶納米線雷射器能量轉換過程的超快動力學研究》是依託河北大學，由黨偉擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：有機單晶納米線雷射器能量轉換過程的超快動力學研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：黨偉
• 依託單位：河北大學

項目摘要

有機單晶納米線雷射器具有製備成本低、體積小、光譜覆蓋寬的優勢，在光通信、生物化學感測等光學集成套用領域具有廣闊的前景。由於較短的激發態壽命以及腔內光子壽命，有機單晶納米線雷射器的雷射產生過程更加複雜。本項目擬從超快微觀動力學角度研究有機單晶納米線雷射器的能量轉換過程。項目將利用飛秒時間分辨光譜技術獲得有機單晶納米線雷射器的雷射動力學、上能級粒子密度動力學，並利用四能級雷射系統速率方程對雷射動力學以及上能級粒子密度動力學進行數值模擬；重點關注有機單晶納米線雷射器巨觀參數（晶體結構、納米線長度以及主體客體濃度）對雷射器工作模式（增益開關，弛豫振盪）、雷射動力學、上能級粒子密度衰減過程的作用機制。本項目的完成將揭示有機單晶納米線雷射器巨觀參數對能量轉換過程的作用機制，為有機單晶納米線雷射器的性能最佳化提供參考。

結題摘要

有機單晶納米線雷射器是有機半導體雷射中的重要的一個分支。相對於其他類型的有機半導體雷射器，有機晶體具有排列有序，晶體缺陷少，電子遷移率高，且利用晶體晶面自成諧振腔的優勢，在光通信晶片、化學感測等領域有重要的套用前景。本項目主要是通過時間分辨光譜技術對有機半導體單晶納米線晶體的螢光過程，受激輻射過程以及主體客體間激發態能量傳遞過程進行分析研究，主要開展了一下幾方面的工作。（1）利用瞬態吸收光譜技術研究了SCH3甲基取代的DSB（TDSB）溶液的激發態弛豫過程。（2）測量了TDSB納米線的傳播損耗，以及摻雜對傳播損耗的影響。（3）利用吸收光譜方法嚴格測量了TDSB單晶中客體分子的摻雜濃度。 （4）比較了兩種端基取代條件下DSB的雷射建立過程，並進一步分析了晶體結構對光泵條件下雷射建立過程的影響。 （5）利用四能級速率方程，對Cl端基取代了的DSB（CDSB）納米線雷射建立過程進數值模擬。 （6）分析基於TDSB與DCM分子的主體客體Forster共振能量轉移實現雷射的可能性以及利用摻雜濃度以及溫度兩種參數對主體客體共振能量轉移速率進行調控。 （7）改進了非共線光參量放大螢光光譜儀的數據採集方法，提高系統信噪比。 通過上述7部分工作，本項目獲得了有機單晶納米線與雷射建立相關的主要物理特性，為光泵浦的有機單晶那么線雷射器設計提供了參考。