[发明专利]一种主客体纳米复合材料及其制备方法、微腔激光器

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料领域，尤其涉及一种主客体纳米复合材料及其制备方法、微腔激光器。

背景技术

微腔激光器是指谐振腔尺度在光波波长量级的激光器，它具有低阙值、高转化效率、高速调制等特点。此外，微腔激光器由于其尺寸小,对腔内发光物质产生量子限制，从而出现一系列腔量子电动力学(大量QED)效应，为腔量子电动力学理论研究提供了展示舞台。这种激光器比传统的半导体激光器有明显的优越性，在光集成、光互连、光神经网络以及光通讯等方面有着广泛的应用前景。

然而，现有的微腔激光器的制备工艺较为复杂，也无法极高相应和动态工作的获得自倍频激光。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种主客体纳米复合材料及其制备方法、微腔激光器，旨在避免半导体微腔激光器的复杂工艺，同时能够获得高度集成、低阈值、低功耗、低噪音、极高相应和动态工作的自倍频激光。

本发明是这样实现的，一种主客体纳米复合材料，所述主客体纳米复合材料包括沸石晶体、分散红及染料分子，所述分散红、染料分子分散于所述沸石晶体的孔道中；所述沸石晶体为AFI结构沸石晶体(AlPO₄-5)。

本发明还提供了一种主客体纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将沸石晶体进行高温预处理；

将所述经过高温预处理的沸石晶体与分散红、染料分子置于密闭真空条件下，加热至180-260℃，保持8-14h，获得所述主客体纳米复合材料。

本发明还提供了一种微腔激光器，所述微腔激光器包括

光源，用于产生激发光；

主客体纳米复合材料，用于对所述激发光进行微腔振荡，使所述激发光转换为倍频激光；所述主客体纳米复合材料为上述所述的主客体纳米复合材料；

棱镜，用于对所述倍频激光进行棱镜折射。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明实施例提供的主客体纳米复合材料包括AFI结构沸石晶体，利用在AFI结构沸石晶体中掺杂分散红和染料分子制成了新的主客体纳米复合材料。所述主客体纳米复合材料可对进入其内部的激发光进行微腔振荡，从而将激发光转变为倍频激光。

本发明实施例提供的微腔激光器，首先，主要是依靠掺杂之后的沸石晶体内部微腔振荡实现发射激光的，也就是说，在有沸石晶体的基础上，只需要光源和棱镜，就可以获得激光器。此为，沸石晶体体积非常小，其长度只有几百微米，因此可以在保证激光器要求的情况下，可以把微腔激光器的体积做的很小，这可以大幅度的减小体积影响对激光器应用领域的限制。其次，微腔激光器结构的简单：微腔激光器自成一体，微腔就是激光器的本体，不需要再构建谐振腔、泵浦源以及二者的构造、位置放置等。

附图说明

图1是本发明第三实施例提供的微腔激光器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明第一实施例提供了一种主客体纳米复合材料，所述主客体纳米复合材料包括AFI结构沸石晶体、分散红及染料分子，所述AFI结构沸石晶体内部具有孔道，所述分散红、染料分子分散于所述AFI结构沸石晶体的孔道中。

沸石就是磷酸铝盐的俗称，因为沸石晶体因其孔道大小、晶体形状、物理化学性能不同，又细分为很多的种类，国际上习惯用字母对沸石进行细分命名，AFI就是沸石晶体细分的一种。本发明第一实施例提供的主客体纳米复合材料，利用AFI结构沸石晶体，在其中掺杂分散红和染料分子制成了新的主客体纳米复合材料。所述主客体纳米复合材料可对进入其内部的激发光进行微腔振荡，分散红起到倍频作用，染料分子可以使入射光线变成激光，从而将激发光转变为倍频激光。

具体地，所述沸石晶体、分散红及染料分子的质量比为1-3:2:1，优选3:2:1。所述分散红、染料分子需要填满所述沸石晶体的孔道。所述分散红包括分散红58、分散红60、分散红302和分散红177中的至少一种。所述染料分子包括甲基蓝、结晶紫、碱性复红、中性红、孔雀绿和蕃红的至少一种。

本发明第二实施例提供了上述所述的主客体纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将沸石晶体进行高温预处理；

将所述经过高温预处理的沸石晶体与分散红、染料分子置于密闭真空条件下，加热至180-260℃，保持8-14h，优选10h，获得所述主客体纳米复合材料。