[发明专利]电泵浦面发射耦合微腔有机激光器件

说明书

政府权利

本发明工作是在中国国家自然科学基金项目10174077和60376029，以及吉林省科技发展计划项目20050108的支持下完成的。中国政府对本发明具有相应的权利。

技术领域

本发明涉及发光器件领域，具体地说，本发明涉及电泵浦有机激光器件。

背景技术

自从有机薄膜的光泵浦激光在各种谐振腔包括光波导、平面微腔、分布反馈等结构中实现以来，人们对实现电泵浦有机激光器件产生了浓厚的兴趣(见N.Tessler等人，Nature，Vol.382，695，1996年8月；Ruidong Xia等人，Organic Electronics，Vol.4，165，2003年；M.Reufer等人，Applied Physics Letters，Vol.84，3262，2004年)。在本申请中，名词“有机”包括用于制备有机光电子器件的聚合物材料、小分子有机材料和其它种类的有机发光材料。

作为激光增益介质，有机材料本质上属于准四能级激光系统。有机材料有高的荧光量子效率和低的吸收损耗，并且成本低廉。在各种有机材料中观察到的光泵浦受激发射、增益以及激光的发射波长覆盖了可见光谱区。研究表明有机激光器件的激光阈值、发射波长和输出功率与无机半导体激光二极管相比有更高的温度稳定性(见V.G.Kozlov等人，Journal of Applied Physics，Vol.84，4096，1998年10月)。因此，有机激光器件被认为是新型的可见光激光器件，在显示、光存储和光通信等领域有广泛应用。

研究人员已发表了一些关于有机激光器件的专利(见Chu等人，美国专利No.6,498,802，2002年12月发布；Kozlov等人，美国专利No.6,160,828，2000年12月发布；Forrest等人，美国专利No.7,242,703，2007年7月发布；Spoonhower等人，美国专利No.6,853,660，2005年2月发布；Kahen等人，美国专利No.6,674,776，2004年1月发布；Berggren等人，美国专利No.5,881,089，1999年3月发布；Kahen等人，美国专利No.6,996,146，2006年2月发布)。但是，到目前为止，制作电泵浦有机激光器件的各种努力都没有成功。人们仍然要面对并克服与电泵浦有机激光器件相关的挑战，例如，有机薄膜较低的载流子迁移率和电泵浦引起的较高的光学损耗。有机薄膜的低载流子迁移率使有机激光器件很难获得所需的高电流密度，并限制了器件只能采用很薄的有机薄膜，这种限制在波导和分布反馈结构的有机激光器中产生了很高的光学损耗(见V.G.Kozlov等人，Journal of Applied Physics，Vol.84，4096，1998年10月；Michael D.McGehee等人，Advanced Materials，Vol.12，1655，2000年11月)。近年来，光泵浦有机激光器已经在波导和微腔结构中实现了低阈值的激射，这表明电泵浦有机激光器可以在较低的电流密度下工作，从而克服有机薄膜载流子迁移率较低的问题(见T.W.Lee等人，Journal of Applied Physics，Vol.93，1367，2003年2月；M.Berggren等人，Nature，Vol.389，466，1997年10月；X.Liu等人，AppliedPhysics Letters，Vol.84，2727，2004年4月)。因此，当前发展电泵浦有机激光器的关键问题是如何降低激光器件的光学损耗(见S.Lattante等人，Applied Physics Letters，Vol.89，031108，2006年；P.Grrn等人，Applied Physics Letters，Vol.91，041113，2007年)。