[发明专利]一种薄膜型有机聚合物激光器的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜型有机聚合物激光器的制备方法，属于光电技术领域。

背景技术

1972年，美国贝尔实验室的H.Kogelnik和C.V.Shank采用电磁场的耦合波理论，分析了DFB激光器的工作原理与特性。DFB(Distributed Feedback Laser)，即分布式反馈激光器，其基本原理是内置了布拉格光栅(Bragg Grating)，激光振荡不是靠F-P腔来实现，而是依靠沿纵向等间隔分布的光栅所形成的光耦合。DFB激光器具有反射率高、增益长度长、较强的发射波长选择性和稳定性以及低阈值的特点。

近年来，有机聚合物材料的高速发展，使得有机聚合物激光器的制造成为可能。1992年，Daniel Moses发现MEH-PPV的二甲苯溶液能够发出激光，其量子产率可以与Rhodamine 6G相媲美。1996年，美国Heeger小组将MEH-PPV混入PS基质中，并加入适量的TiO₂纳米晶体，制成厚度在微米量级(典型厚度为200um)的薄膜，在532nm脉冲激光的泵浦下，观察到增益窄化现象。1996年，英国剑桥大学卡文迪许实验室的Friend小组首次详细的报导了光泵浦的聚合物微腔激光器的激射行为。1998年，美国的Heeger小组在BuEH-PPV薄膜中实现了光泵浦的受激发射，获得了具有高量子效率、高增益系数、低激射阈值的有机聚合物发光器件。

有机聚合物激光器的应用领域很广，如作为白光光源、传感器等，并显示出良好的应用前景。同时，对激光器的微型化、轻量化等方面提出了 要求。

发明内容

本发明的目的正是基于上述考虑，提出了一种薄膜型有机聚合物激光器的制作方法，用该方法实现的激光器具备微型化、轻量化特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种薄膜型有机聚合物激光器的制作方法，用该方法实现的激光器包括带有光栅结构的有机聚合物薄膜。

本发明中的一种薄膜型有机聚合物激光器的制备方法，步骤如下：

S1将有机聚合物材料溶解在有机溶剂中，制成浓度为10-60mg/ml的有机聚合物溶液；

S2将有机聚合物溶液旋涂在无光栅结构或有光栅结构的基底上，旋涂速度为500-4000rpm，旋涂时间30-60s，获得厚度均匀的有机聚合物薄膜，薄膜的厚度为50-500nm；

S3对于无光栅结构的基底，将紫外激光干涉图案直接与有机聚合物薄膜作用，在有机聚合物薄膜上直写出单周期的光栅或不同周期、不同方向的光栅；对于有光栅结构的基底，则忽略此步骤；

S4使用盐酸或水等溶剂，浸泡附有有机聚合物薄膜的基底，有机聚合物薄膜自动剥离基底，形成带有光栅结构的有机聚合物薄膜，即薄膜型有机聚合物激光器。

所述的有机聚合物材料为：9,9-二辛基芴-2，7)-交替共聚-(1，4-{2,1’,3}-苯并噻二唑)(F8BT)，(9,9-二辛基芴-2，7)-共聚-二(4-甲氧基苯基)-芴(F8DP)，或(9,9-二辛基芴-2，7)-共聚-双-N，N’-(4-丁基苯基)-双-N，N’-苯基-1，4-苯二胺(PFB)中的一种；所述的有机溶剂为二甲苯、甲苯、氯苯、二氯苯、苯、三氯甲烷、环己烷、戊烷、己烷、辛烷中的一种；基底为ITO玻璃、FTO玻璃、AZO玻璃、水溶性薄膜PVOH、 水溶性聚乙烯醇薄膜PVA中的一种；干涉灼蚀紫外激光光源为波长小于等于400nm的高能量脉冲激光。

本发明中的一种薄膜型有机聚合物激光器上的有机聚合物作为增益介质，有机聚合物光栅提供反馈。当外界光泵浦时，薄膜型有机聚合物激光器上的有机聚合物吸收泵浦光能量，发射出的荧光，在光栅作用下多次反射实现增益，从而获得激光输出。

与现有有机聚合物激光器相比，本发明具有如下有益效果：

1、实现了有机聚合物激光器的微型化和轻量化，更适合于微型器件的开发与应用；

2、薄膜型有机聚合物激光器具有激光输出线宽窄的特点，展现出优良的单色性；

3、通过改变光栅周期、改变光栅方向和更换有机聚合物材料的方式，实现不同波长输出或同时输出多波长激光。

附图说明

图1是本发明中光刻胶光栅的制作光路图；

图2是本发明中薄膜型有机聚合物激光器在基底ITO玻璃上的结构示意图；

图3是本发明中薄膜型有机聚合物激光器的结构示意图；

图4是本发明中薄膜型有机聚合物激光器以PET基片作为支架的示意图；