【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光器，具体为一种基于dfb结构的有机-无机杂化钙钛矿激光器及增益介质的制备方法。
技术介绍
1、激光器作为一种重要的光源，广泛应用于通信、传感、材料加工、显示技术等领域。近年来，随着光电技术的迅猛发展，激光器在高效、稳定、低阈值连续波操作的应用需求上日益增加。钙钛矿材料，特别是有机-无机杂化钙钛矿，由于其独特的光电性能，包括带隙可调、吸收系数高、载流子迁移率优异等特点，已在光电探测器、太阳能电池和发光器件领域取得了显著进展。尤其是作为激光增益介质，钙钛矿材料展现出低阈值、高增益的激光发射特性。
2、分布式布拉格反射器（dbr）激光器和分布反馈（dfb）激光器都是常见的半导体激光器类型，它们都利用光栅结构来提供光反馈。dbr激光器的光反馈由位于增益区两端的布拉格反射器提供，反射器位于增益区之外。激光的发射波长由布拉格反射器的光栅周期决定，激活区不直接参与反馈。由于反馈机制位于增益区外，导致反馈效率较低，可能导致激光输出的单模纯度不如dfb激光器。dbr激光器的模式选择较弱，容易引发多模输出（wangk, wang s, et al., advanced optical materials, 2018, 1800278；liu a, guan g,et al., laser&photonics reviews, 2022, 2200189）。dfb激光器中的周期性光栅分布在整个增益区，光栅与增益区内的光相互作用，产生强大的反馈机制。反馈和增益同时存在于同一区域，产生单模输出。dfb激光器具有很强的
3、在各种泵浦源作用下，因很小的热效应，很容易实现飞秒激光泵浦的有机-无机杂化钙钛矿激光。文献（advanced optical materials 18, 2018, 1800278. https://doi.org/10.1002/adom.201800278）指出，采用纳秒激光泵浦有机-无机杂化钙钛矿膜时，因为较高阈值和热效应，通常很难产生光增益或者激光输出。
4、因此，本专利技术提供一种基于dfb结构的有机-无机杂化钙钛矿激光器，实现纳秒和飞秒激光光源泵浦的单模激光输出。
技术实现思路
1、在激光
，以有机-无机杂化钙钛矿为增益介质的激光器主要是分布式布拉格反射器激光器，由于这种激光器的模式选择较弱，容易引发多模输出。而目前基于分布反馈钙钛矿激光器多采用纳米压印的方法在钙钛矿膜中制得光栅结构，从而影响增益层的结构质量，进而造成激光性能的不稳定。与常用的钙钛矿量子点增益介质相比，有机-无机杂化钙钛矿膜在均匀性、光增益系数、增益阈值等方面具有不错的优势，因此，开发一种单模、制备简单、均匀性好的激光器，成为激光
亟待解决的技术问题。
2、本专利技术的目的在于提供一种基于dfb结构的有机-无机杂化钙钛矿激光器，具体如下：
3、本专利技术提供一种基于dfb结构的有机-无机杂化钙钛矿激光器包括：泵浦源：紫外光、蓝光光源实现单光子泵浦或近红外光、远红外光光源实现多光子泵浦。增益介质：有机-无机杂化钙钛矿膜。谐振腔：具有周期性布拉格光栅的结构的基底。
4、本专利技术提供了一种有机-无机杂化钙钛矿膜的制备方法，包括以下步骤；
5、s1.精确称量mx、fx和pbx2并溶解在溶剂中，得到mpbx3或f2mn-1pbnx3n+1（n>1）的前驱体；
6、采用s2-1或者s2-2制得有机-无机钙钛矿膜：
7、采用s2-1方法，将上述前驱体溶液滴加在旋转的基底表面，旋涂一段时间后添加反溶剂，然后通过退火处理，得到有机-无机杂化钙钛矿膜；
8、采用s2-2方法，将mx、fx和pbx2采用蒸镀方法沉积在基底表面，并通过退火处理，得到有机-无机杂化钙钛矿膜；
9、x为卤素阴离子；mx为甲脒氢卤酸盐、甲基卤化胺的一种或两种；fx为苯甲基卤化胺、正辛胺氢卤酸盐、异丁基卤化铵、苯丙基卤化胺、氨基戊酸卤盐、1-萘甲基卤化铵、胍氢卤酸盐、正丁基卤化胺、苯丁基卤化胺、正丁基卤化铵、乙胺氢卤酸盐和苯乙基卤化胺中的一种或几种。
10、上述方案中，所述溶剂为二甲基亚砜、n ,n-二甲基甲酰胺、γ-丁内酯和n-甲基吡咯烷酮种的一种或几种。
11、上述方案中，所述反溶剂为甲苯、氯仿、乙醇、氯苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯种的一种或几种。
12、上述方案中，所述退火温度为50-150oc，退火时间为10-120min。
13、上述方案中，所述制备步骤s2-1中，旋涂5-30s后添加反溶剂。
14、上述方案中，采用s3-1或者s3-2制备得到：
15、采用s3-1方法，采用具有周期性布拉格光栅结构直接用作基底；
16、采用s3-2方法：
17、（a）称量聚甲基丙烯酸甲酯pmma，溶于溶剂中；
18、（b）将上述pmma溶液旋涂在具有周期性布拉格光栅的结构上，得到的复合结构即为基底。
19、上述方案中，所述基底，采用s3-1或者s3-2制备得到：溶解pmma的溶剂包括但不限于四氯化碳、苯、甲苯、二氯乙烷、三氯甲烷、丙酮一种或者多种的组合物，pmma的质量分数wt满足：0<wt≤1wt%。
20、上述方案中，所述光栅满足mλ=2nl，m为光栅级数，λ为激光器输出波长，n为有机-无机杂化钙钛矿膜的折射率，l为光栅的周期。
21、上述方案中，周期性布拉格光栅的占空比为0.25-0.75。
22、上述方案中，所述泵浦源为短于或者长于有机-无机杂化钙钛矿吸收截止波长的泵浦光源。
23、上述方案中，所述泵浦源光源为紫外光、蓝光、近红外光、远红外光。
24、上述方案中，所述周期性布拉格光栅制备方法包括但不限于激光刻蚀、干法刻蚀和湿法刻蚀。
25、上述方案中，所述泵浦源为飞秒激光或纳秒激光器，所述激光器为单光子或多光子泵浦激光器，即：
26、飞秒激光器作为泵浦源，进行单光子泵浦。
27、飞秒激光器作为泵浦源，进行多光子泵浦。
28、纳秒激光器作为泵浦源，进行单光子泵浦。
29、纳秒激光器作为泵浦源，进行多光子泵浦。
30、本专利技术通过dfb结构的有机-无机杂化钙钛矿激光器及其制备方法，解决了传统激光本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于DFB结构的有机-无机杂化钙钛矿激光器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于DFB结构的有机-无机杂化钙钛矿激光器的增益介质制备方法，其特征在于，所述有机-无机杂化钙钛矿膜的制备方法包括以下步骤；
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、γ-丁内酯和N-甲基吡咯烷酮种的一种或几种。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述反溶剂为甲苯、氯仿、乙醇、氯苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯种的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述退火温度为50-150 oC，退火时间为10-120min。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述制备步骤S2-1中，旋涂5-30s后添加反溶剂。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述基底，采用S3-1方法或者S3-2方法制备得到：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述基底，溶解PMMA的溶剂包括但不限于四氯化碳、苯、甲苯、二氯乙烷、三
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述光栅满足mλ=2nL，m为光栅级数，λ为激光器输出波长，n为有机-无机杂化钙钛矿膜的折射率，L为光栅的周期。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，周期性布拉格光栅的占空比为0.25-0.75。
...【技术特征摘要】
1.一种基于dfb结构的有机-无机杂化钙钛矿激光器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于dfb结构的有机-无机杂化钙钛矿激光器的增益介质制备方法，其特征在于，所述有机-无机杂化钙钛矿膜的制备方法包括以下步骤；
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、γ-丁内酯和n-甲基吡咯烷酮种的一种或几种。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述反溶剂为甲苯、氯仿、乙醇、氯苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯种的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述退火温度为50-150 oc，退火时间为10-120min。
6.根据权利要求2所述的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员：田祥岭，魏荣妃，魏文灏，王伦，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院衢州，
类型：发明
国别省市：
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