[发明专利]一种无机钙钛矿量子点分布式反馈激光器

说明书

本发明公开了一种无机钙钛矿量子点分布式反馈激光器，由ITO透明基底、无机钙钛矿CsPbX₃量子点发光层、全息聚合物分散液晶光栅组成。通过以下步骤制备:（1）在ITO透明基底上旋涂无机钙钛矿量子点；（2）将涂有量子点的透明基板与另一片干净的透明基板堆叠，用隔垫物在基板四个角隔开，用固化胶封边，制备成液晶盒；（3）在暗室中，向液晶盒中注入制备全息聚合物分散液晶光栅的预聚物溶液；（4）将注入预聚物溶液的液晶盒在两束相干光下曝光，形成干涉图案，经固化后得到无机钙钛矿量子点分布式反馈激光器。本发明制备的无机钙钛矿量子点分布式反馈激光器发光光谱半高宽窄、阈值低、稳定性好，具有广泛的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种无机钙钛矿量子点分布式反馈激光器及其制备方法，属于量子点发光器件技术领域。

背景技术

钙钛矿材料由于其优异的光电性能，在发光二极管、激光等领域受到广泛关注，而无机钙钛矿量子点CsPbX₃(X=Cl，I，Br 以及混合的 Cl/Br 和 Br/I) 更是其中的佼佼者。无机钙钛矿量子点具有量子效率高、荧光发射光谱窄、吸收截面大、光热性强的优点，因此，一经出现便成为制备激光器的明星材料。

根据谐振腔结构的不同，目前实现了两种不同的 CsPbX₃ 量子点的激射模式:微腔共面涂覆 CsPbX₃ 量子点的回音廊模式（例如纳米球、微毛细管等）激射和 CsPbX₃ 量子点薄膜中的随机激射。然而这两种方式出射的激光阈值高、模式多，不利于后续的应用。与其它谐振腔相比，分布式反馈谐振腔大大增加了光与物质的作用距离，因此，分布式反馈激光器有着阈值低、易于集成、输出方向性好、选模能力强的特点。

全息聚合物分散液晶光栅既可以提供波长级的周期结构，又有成本低、成栅速度快、制备简易、可电调谐等优点，因此将全息聚合物分散液晶光栅作为谐振腔应用到无机钙钛矿量子点激光器中，有着十分吸引人的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无机钙钛矿量子点分布式反馈激光器及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种无机钙钛矿量子点分布式反馈激光器，由ITO透明基底、无机钙钛矿CsPbX₃量子点发光层、全息聚合物分散液晶光栅组成，所述无机钙钛矿CsPbX₃量子点发光层为本发明激光器的增益介质，全息聚合物分散液晶光栅为本发明激光器的谐振腔。

所述的一种无机钙钛矿量子点分布式反馈激光器由如下步骤制备:

（1）取CsPbX₃量子点的分散液旋涂在洁净的ITO透明基板上，形成无机钙钛矿CsPbX₃量子点发光层；

（2）将涂有量子点的透明基板与另一片干净的透明基板堆叠，用隔垫物在基板四个角隔开，用固化胶封边，制备成液晶盒；

（3）在暗室中，将光敏单体、液晶、光引发剂、共引发剂、交联剂混合均匀形成预聚物溶液，并通过毛细作用注入到上述液晶盒中；

（4）将注入预聚物溶液的液晶盒在两束相干光下曝光，形成干涉图案，经固化后得到无机钙钛矿量子点分布式反馈激光器。

优选地，步骤1中，所述的CsPbX₃量子点中的X为Cl、Br、I元素或者任意二者组合，CsPbX₃量子点的分散液为CsPbX₃量子点分散在正辛烷或者甲苯溶剂中，分散液的浓度为5~20 mg/ mL，旋涂速度为1500~3000 r/min，旋涂时间为30~60 s。

优选地，步骤1中，所述透明基底为玻璃、硅片等硬性基底，或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)超薄玻璃等柔性基底。