[发明专利]一种波长可调的弹性有机激光器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种波长可调的弹性有机激光器及其制作方法，激光器结构为：有机增益层/弹性光栅基底。其中有机增益层是小分子、星型大分子、线型大分子材料或这些材料的二元复合物，弹性光栅基底是通过转印的方法制备的带有纳米级周期结构的透明弹性体。其制作方法是使用聚甲基硅氧烷PDMS转印模板的周期性结构得到高弹性光栅基底，有机增益层以旋涂的方式涂覆于光栅表面。由此方法制得的波长可调的弹性有机激光器综合性能优异，具体表现为拉伸性好，兼容性好，可调范围大，制备方法简单，成本低等。

技术领域

本发明属于激光技术领域，具体涉及一种波长可调的弹性有机激光器及其制备方法。

背景技术

有机激光材料种类丰富，来源广泛，相比于无机材料具有独特的机械柔性、良好的兼容性和适合溶液法加工等优点。在发光特性上，有机材料通常具有较宽发射光谱且易于调谐，特别适合构造波长可调谐的激光器。有机分布式反馈激光器具有众多出色的特性，例如定向输出、发射易于调整以覆盖整个可见光谱范围、较低的工作阈值、高反射率以及制造工艺简单等。

在有机分布式反馈谐振器的制造方面，其中一种方法是电子束光刻技术，是最精确、用途最广泛的制备纳米图案的方法之一，但该方法非常耗时且需要较高的真空度和先进的电子设备。此外还有激光干涉技术和纳米热压印技术，但昂贵的制作成本、苛刻的工艺条件以及不可控的成品率等诸多问题在某种程度上限制了宽带可调谐有机激光器的发展和应用，因此开发一种工艺简单，成本低廉同时兼具低温加工、高精度和良好的材料兼容性的制备方法十分必要。微纳米结构转印技术是近年来兴起的一种新技术，利用简单的溶液固化处理，可实现从模板到基底的图案转移，极简的制备流程为优化分布式反馈谐振器生产工艺开辟了新视角。

发明内容

发明目的：现有的分布式反馈谐振腔制备工艺复杂，造价昂贵且缺陷率高，为了克服上述问题，更好的满足未来波长可调激光器的发展，本发明提供了一种综合性能优异的波长可调弹性激光器及其制备方法。该弹性激光器具备高精密度、低缺陷率、工艺简单及低成本等优势，同时兼具优异的激光性能和高度拉伸性。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种波长可调的弹性有机激光器，由有机增益层和弹性分布式反馈光栅基底组成。

有机增益层沉积在弹性分布式反馈光栅基底顶部，所述的弹性分布式反馈光栅基底是：表面具有纳米级周期结构的透明弹性体。优选的，所述纳米级周期结构大小为280nm-360nm。

所述的有机增益介质层为有机激光材料：小分子、星型大分子、线型大分子材料或这些材料的二元复合物。优选的，所述的弹性分布式反馈光栅基底通过使用液态的聚甲基硅氧烷PDMS转印模板的周期性纳米结构制备。

同时本发明提供一种波长可调的弹性有机激光器的制作方法，具体为：

a.将溶液态的聚甲基硅氧烷PDMS和固化剂混合，室温条件下搅拌使其混合均匀，随后静置使混合溶液中的气泡排出；

b.将混合溶液仔细涂覆于模板表面，随后进行抽真空处理，使模板表面的气泡全部排出；

c.对上述步骤b中的处理好的器件进行热固化处理；

d.冷却至室温随后将模板表面固化的PDMS薄膜仔细揭下得到透明弹性光栅并转移到玻璃基底上；

e.在上述步骤d中处理好的透明弹性光栅上沉积有机增益层，其厚度为100～200nm。

所述的有机增益层的沉积方式为旋涂、喷墨打印或真空蒸镀的一种。