[发明专利]光诱导聚集激光器的制备方法及光诱导聚集激光器

说明书

本发明公开了一种光诱导聚集激光器及其制备方法。该光诱导聚集激光器的制备方法包括如下步骤：(1)向聚合物单体中依次加入增益材料、光引发剂，混合形成前驱体溶液；(2)紫外激光经光学狭缝裁剪、聚焦后形成所需形状、大小的聚焦光斑；(3)将前驱体溶液密封于透光容器中，聚合物单体经过紫外光诱导聚合形成高折射率的固态聚合物，增益材料的发光官能团与固态聚合物相互作用，形成高光学增益的聚集态增益材料；(4)在激发光泵浦下，固态聚合物作为微型谐振腔，微型谐振腔用于为聚集态增益材料的发光提供高效光反馈，实现光诱导聚集激光。与传统染料激光相比，该光诱导聚集激光器具有掺杂浓度高、光稳定性好、激光增益高的优势。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，特别是涉及一种光诱导聚集激光器的制备方法及光诱导聚集激光器。

背景技术

在激光技术领域，有机激光材料由于具有丰富的激发态能级、大的吸收发射截面、柔性易加工等优点，在激光传感探测、光电子集成等领域具有重要应用。传统激光染料(如罗丹明6G、罗丹明B、酞菁等)受限于发光体的浓度猝灭效应，即在稀溶液中发光良好，在稍高掺杂浓度(如5wt％)或固态下即产生明显的发光猝灭，难以通过提高掺杂浓度进一步提升材料的光学增益，严重限制了该材料在高性能激光领域的发展。聚集激光是一类与传统有机激光相反的激光类型，其特点是增益材料在稀溶液不发光，聚集后(浓溶液或固态)发光效率显著增强，并在泵浦光激发下形成激光出射。聚集激光能够有效避免传统染料激光的发光猝灭问题，为进一步提升有机激光材料的光学增益提供新的方向。但是如何实现非接触式、安全快捷的聚集调控手段，将聚集激光用于光开关、可调谐激光等领域，仍然是急需解决的问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种非接触式、安全快捷的光诱导聚集激光器的制备方法及用于光开关、可调谐激光等领域的光诱导聚集激光器。

一种光诱导聚集激光器的制备方法，包括如下步骤：

(1)将聚合物单体溶液经碱洗及减压蒸馏去除阻聚剂后，向所述聚合物单体溶液中依次加入增益材料、光引发剂，均匀混合形成前驱体溶液；

(2)紫外激光经光学狭缝裁剪、聚焦后形成所需形状、大小的聚焦光斑；

(3)将所述前驱体溶液密封于透光容器中，所述聚焦光斑照射所述前驱体溶液，所述聚合物单体在光诱导下聚合形成高折射率的固态聚合物，所述固态聚合物与所述聚焦光斑保持相同形状、尺寸；所述前驱体溶液中的增益材料的发光官能团与所述固态聚合物相互作用，形成高光学增益的聚集态增益材料；

(4)在激发光泵浦下，所述固态聚合物作为微型谐振腔，所述微型谐振腔用于为所述聚集态增益材料的发光提供高效光反馈，实现光诱导聚集激光。

在其中一个实施例中，所述增益材料包括具有给-受体结构的有机激光材料和/或者聚集诱导发光分子。

在其中一个实施例中，所述具有给-受体结构的有机激光材料包括激光材料包括对苯撑乙烯衍生物(CNDPASDB)、氮杂蒽衍生物(CNDPA)、苯并二噻吩衍生物、苝二酰亚胺(PDI)衍生物中的一种或多种；

所述聚集诱导发光分子包括四苯乙烯及其衍生物、四苯基噻吩、9,10-二苯基乙烯基蒽及其衍生物、三苯胺及衍生物、硼系聚集诱导发光分子及其衍生物、硅系聚集诱导发光分子及其衍生物的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述固态聚合物形状大小由所述的聚焦光斑决定，所述固态聚合物的形状为圆形、椭圆形、正多边形的一种或多种，所述固态聚合物的尺寸范围为5μm-300μm。

在其中一个实施例中，所述光诱导聚集激光的发射波长范围为400nm-900nm。

在其中一个实施例中，所述前驱体溶液中的增益材料的浓度范围为0.5wt％-50wt％。