[发明专利]一种光控宽谱可切换单模激光器及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种光控宽谱可切换单模激光器，其特征在于，所述光控过程是由可光照控制的光致变色分子作为能量受体实现的；

所述光控宽谱可切换单模激光器具有有机微纳结构且掺杂可调控给受体激光染料，其能够同时作为激光光源和光谱滤波单元。

2.根据权利要求1所述的光控宽谱可切换单模激光器，其特征在于，有机微纳激光器是带有支撑结构的有机微纳谐振腔。

优选地，所述带有支撑结构的有机微纳谐振腔的材质为聚甲基丙烯酸甲酯光刻胶。

3.根据权利要求2所述的光控宽谱可切换单模激光器，其特征在于优选地，所述带有支撑结构的有机微纳激光器中包括给受体增益介质，所述给受体增益介质的浓度比为10-100wt％；所述受体增益介质选自具有光异构化的光致变色分子，所述光致变色分子选自螺吡喃类光致变色分子；例如式(1)、式(2)所示的1’,3’-二氢-1’,3’,3’-三甲基-6-硝基螺[2H-1-苯并吡喃-2,2’-(2H)-吲哚]；所述给体增益介质选自和受体增益分子吸收发射相匹配的绿光激光染料，例如式(3)所示的1,4-bis(R-cyano-4-diphenylaminostyryl)-2,5-diphenylbenzene；

4.根据权利要求2或3所述的光控宽谱可切换单模激光器，其特征在于，所述有机微纳激光为圆柱形结构、微盘结构、立方体结构、长方体结构、球体结构、多边形棱柱结构、半球结构或微环结构。

优选地，所述有机微纳激光的直径为6-20μm，厚度为1-2μm，优选地，所述有机微纳激光的直径为12μm，厚度为1.5μm。

优选地，所述支撑结构的形状为各向同性的圆柱结构。优选地，所述支撑结构的高度为1-5μm，优选地，所述支撑结构的高度为2μm。

5.根据权利要求2-4任一项所述的光控宽谱可切换单模激光器，其特征在于，所述有机微纳激光为两个不同尺寸的带有支撑结构的有机微纳谐振腔相互耦合得到的双盘耦合微纳激光。

优选地，所述双盘耦合微纳激光的直径为6-20μm，优选地，所述有机微纳激光的直径分别为12μm、14μm。

6.权利要求1-5任一项所述的光控宽谱可切换单模激光器的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)聚合物LOR胶作为微腔结构的支柱部分，在导电基底上旋涂成膜，加热烘干，除去溶剂，得到LOR胶薄膜样品；

2)将给受体分子均匀分散在聚合物的有机溶剂中，在步骤1)所得的LOR胶薄膜样品上旋涂成膜，加热烘干，除去溶剂，得到涂覆染料掺杂的聚合物基底；

3)按照预先设计好的图案，采用微纳加工法，在步骤2)制备的聚合物薄膜样品上制备得到耦合微腔的结构；

4)将步骤3)得到的样品用聚合物显影液进行显影和定影，得到聚合物耦合微腔结构；

5)将步骤4)得到的样品用LOR显影液进行显影和定影，在聚合物微盘下部形成底切结构，得到带有支撑结构的有机微纳单模激光器，即为所述光控宽谱可切换单模激光器。

7.根据权利要求6所述的光控宽谱可切换单模激光器的制备方法，其特征在于，所述微纳加工法为飞秒激光直写或电子束刻蚀，优选为电子束刻蚀。