[发明专利]一种基于超快能量转移的双光子激光材料及其制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及激光物理、非线性光学、生物光子学及激光医疗等众多领域，具体涉及一种基于超快能量转移的双光子激光材料。

背景技术

激光泵浦下的频率上转换发光因其深刻的应用背景，自其发现以来一直受到人们的重视。特别是近些年来，随着激光技术和激光材料的发展，频率上转换发光在实现激光器、光通讯、信息储存、生物标记、医学诊断和治疗等领域的巨大应用潜力受到学术科技界的广泛关注。

由于不受相位匹配条件的限制，通过多光子泵浦激发产生的频率上转换激光较利用和频及二次谐波实现的频率上转换激光更有优势。同样多光子激发相比于单光子激发有良好的空间限制性，使得其在纳米微加工、高密度光学储存读取等领域有着独特的优势。另外在生物光子学的应用上，一方面由于泵浦激发光是生物组织光学窗口波长的近红外光，使得激发光可深入生物组织；另一方面多光子吸收非线性依赖于局域场强，空间限制性好，使得我们在做生物标定或治疗时对其他正常组织的伤害降到最低。

目前，实现多光子激光在上述这些方面的应用还面临一些基本问题和技术挑战。我们知道多光子吸收是非线性光学过程，低功率下激发的效率极低，且典型的多光子材料很难产生粒子数反转，直接导致所需的激发阈值都很高，使得材料的稳定性变差，寿命变短，限制了其在实际应用中可行性。

因此，需要一种新的基于超快能量转移的双光子激光材料以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种能够降低激发阈值和提高使用寿命的基于超快能量转移的双光子激光材料。

为实现上述发明目的，本发明基于超快能量转移的双光子激光材料可采用如下技术方案：

一种基于超快能量转移的双光子激光材料，包括染料和激光材料，所述染料为萘二甲酰亚胺，所述激光材料为聚[2-甲氧基-5-(2’-乙基己氧基)对苯乙炔]。

更进一步的，所述染料和激光材料的质量比为：2:3-4:1。

进一步的，所述染料和激光材料的质量比为7:3。

本发明还公开了一种基于超快能量转移的双光子激光材料的制备方法，包括以下步骤：

1）、取所述染料和激光材料，所述染料和激光材料的质量比为：2:3-4:1；

2）、分别向所述染料和激光材料中注入有机溶液，搅拌使所述染料和激光材料均完全溶于所述有机溶液中；

3）、将步骤2）得到的两种溶液混合，搅拌使两种容易充分混合；

4）将步骤4)得到的混合溶液取出滴在洁净的基片上，晾干即得本发明的基于超快能量转移的双光子激光材料。

更进一步的，步骤2）中所述有机溶剂为氯苯溶液。

更进一步的，所述染料和激光材料的质量比为7:3。

有益效果：本发明的基于超快能量转移的双光子激光材料较原来的有机共轭聚合物激光材料聚[2-甲氧基-5-(2’-乙基己氧基)对苯乙炔]的双光子激发的阈值低了约两个数量级，并且在周围环境通过双光子激发，本发明的使用寿命也比该有机共轭聚合物激光材料长了两个数量级。

附图说明

图1是本发明所采用的超快能量转移的物理机制示意图；

图2是实施例1双光子激发的光谱图；

图3是实施例1双光子激发的阈值与有机共轭聚合物激光材料聚[2-甲氧基-5-(2’-乙基己氧基)对苯乙炔]的比较；

图4是实施例1通过双光子激发在分布反馈式结构中产生的激光和放大的自发发射光谱的比较；

图5是不同质量比的染料和激光材料制备得到的双光子激光材料的双光子激发阈值。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

本发明基于超快能量转移的双光子激光材料, 包括染料和激光材料，染料为萘二甲酰亚胺，激光材料为聚[2-甲氧基-5-(2’-乙基己氧基)对苯乙炔]，染料和激光材料的质量比为2:3-4:1。优选的，染料和激光材料的质量比为7:3。此时双光子激光材料的双光子激发阈值最低。

本发明还公开了一种基于超快能量转移的双光子激光材料的制备方法，包括以下步骤：

1）、取染料和激光材料，染料和激光材料的质量比为2:3-4:1；优选的，染料和激光材料的质量比为7:3；