本發(fā)明涉及一種薄膜激光器及其制備方法，特別是涉及一種小分子有機(jī)激光薄膜器件、應(yīng)用及其制備方法，應(yīng)用于激光器
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：對于激光的工作物質(zhì)，我們通常使用的有玻璃、晶體等固體、有機(jī)與無機(jī)液體等液體、分子氣體、原子氣體、離子氣體等氣體、半導(dǎo)體等。這些激光材料的制備工藝難度大，且價格昂貴，在性能上有各自的局限性。長期以來，科學(xué)家們一直致力于新型激光染料的發(fā)展，進(jìn)而獲得更加完美的激光器。自1964年，stockman等人使用高功率的閃光燈泵浦c20h12溶液發(fā)現(xiàn)了凈增益的現(xiàn)象，首次證明了有機(jī)化合物可以產(chǎn)生激光發(fā)射。有機(jī)半導(dǎo)體激光經(jīng)歷多年的發(fā)展并取得了很大的進(jìn)步，有機(jī)激光材料的研究主要集中在小分子和聚合物兩類中，常見的有機(jī)小分子材料如dcm、pbd等。小分子材料的分子結(jié)構(gòu)確定，易于合成及提取，大多數(shù)分子都可以采用真空蒸鍍的方法成膜。雖然以前的固體染料激光器也是將激光染料小分子摻入有機(jī)材料中，但那些有機(jī)材料是電絕緣的。而采用有機(jī)小分子導(dǎo)電薄膜作為激光染料的基質(zhì)材料，可制備出高發(fā)光效率、高質(zhì)量的薄膜，降低了激射閾值[1]。但是這樣的薄膜激光器基本上都是端面接收，即邊發(fā)射，邊發(fā)射半導(dǎo)體激光器有出射光束圖形復(fù)雜、發(fā)散角大等先天劣勢，在半導(dǎo)體激光器的加工與應(yīng)用過程中，為獲得理想的激光輸出質(zhì)量，往往在增大激光器輸出功率的同時需要進(jìn)行光束整形、準(zhǔn)直和耦合，從而克服邊發(fā)射激光半導(dǎo)體激光器的缺點(diǎn)。但是昂貴的精密光束整形系統(tǒng)和高裝調(diào)難度大幅增加了激光器的加工制作成本，制約了邊發(fā)射激光器件的產(chǎn)品化。表面發(fā)射半導(dǎo)體激光器為上述邊發(fā)射激光器所面臨的問題提供了切實(shí)可行的解決方案。按照結(jié)構(gòu)不同，表面發(fā)射半導(dǎo)體激光器可以分為很多種，現(xiàn)今商用的主要是垂直腔表面發(fā)射激光器(vertical-cavitysurface-emittinglasers,vcsels)，因其圓形輸出光斑、單縱模輸出、低閾值電流、易耦合、價格低廉以及易集成化等特點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于通信領(lǐng)域，但是與邊發(fā)射激光相比，其極低的光子單程增益嚴(yán)重限制了器件的輸出功率，同時圓對稱結(jié)構(gòu)使得橫向模式不穩(wěn)定，以及制作材料單一等都阻礙了vcsels的進(jìn)一步發(fā)展。除vcsels以外，還有縱向振蕩表面發(fā)射半導(dǎo)體激光器，如光子晶體(phc)諧振腔激光器，環(huán)形腔(ringcavity)激光器，以及二階bragg式光柵實(shí)現(xiàn)表面輸出耦合功能的面發(fā)射dfb半導(dǎo)體激光器(se-dfb-ld)[2]。這些結(jié)構(gòu)適合于對半導(dǎo)體激光基礎(chǔ)研究的應(yīng)用，但它們并沒有充分利用有機(jī)半導(dǎo)體激光器件的優(yōu)勢。非專利參考文獻(xiàn)：[1]p.il-soo,p.soon-ryong,s.dae-yup,o.jun-sik,s.won-jun,y.ji-hwan,modelingandsimulationofelectronicandexcitonicemissionpropertiesinorganichostguestsystems.organicelectronics,vol.11,no.2,2010,pp.218-226.[2]田錕,鄒永剛,馬曉輝,郝永芹,關(guān)寶璐,侯林寶,面發(fā)射分布反饋半導(dǎo)體激光器.中國光學(xué),第9卷,第1期,2016,pp.51-64.技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種具有金納米顆粒增強(qiáng)的光泵浦面的發(fā)射有機(jī)激光薄膜器件、應(yīng)用及其制備方法，充分利用小分子有機(jī)半導(dǎo)體材料的優(yōu)點(diǎn)，制備摻雜型小分子有機(jī)激光薄膜，并用一種簡單的方式即真空蒸鍍一層金納米顆粒來改善其光泵浦面發(fā)射激光特性。為達(dá)到上述發(fā)明創(chuàng)造目的，本發(fā)明采用如下發(fā)明構(gòu)思：本發(fā)明在光泵浦條件下采用發(fā)射表面激光的摻雜型小分子有機(jī)激光薄膜和用以改善其激光特性的金納米顆粒層。摻雜型小分子有機(jī)激光薄膜發(fā)射激光的原理為：主體材料吸收泵浦源泵浦能量，通過能量轉(zhuǎn)移傳遞給客體材料，客體小分子激光染料受激輻射從而發(fā)射激光。而金納米顆粒的添加，產(chǎn)生表面局域場，通過與受激輻射的激光染料分子產(chǎn)生等離子體共振從而增強(qiáng)其發(fā)射強(qiáng)度，同時由于散射效應(yīng)等改變其發(fā)射方向，使得面發(fā)射比例增強(qiáng)并且閾值降低，品質(zhì)因子也得到明顯的提高。根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：一種具有金納米顆粒增強(qiáng)的光泵浦面的發(fā)射有機(jī)激光薄膜器件，主要由襯底和增益介質(zhì)層組成，在襯底和增益介質(zhì)層之間還設(shè)置增強(qiáng)激光輻射復(fù)合薄膜，具體為：在襯底和增益介質(zhì)層之間設(shè)置摻雜型小分子有機(jī)激光薄膜作為間隔層，并在摻雜型小分子有機(jī)激光薄膜中彌散摻雜了金納米顆粒形成增強(qiáng)激光輻射復(fù)合薄膜；或者在襯底表面上設(shè)有由金納米顆粒形成的非連續(xù)的、不能整體橫向?qū)щ姷碾x散顆粒薄膜，并在金納米顆粒形成的離散顆粒薄膜和增益介質(zhì)層之間設(shè)置非平整的間隔層的薄膜，即在襯底和增益介質(zhì)層之間，設(shè)置了由金納米顆粒的離散顆粒薄膜和間隔層的薄膜層疊形成的增強(qiáng)激光輻射復(fù)合薄膜；在增強(qiáng)激光輻射復(fù)合薄膜中的金形成孤立的顆粒或者碎片化顆粒聚合體；間隔層采用與增益介質(zhì)層的主體材料相同的材料或者分子結(jié)構(gòu)類型相同的材料，以保證激光增益介質(zhì)受激輻射后所受的影響最小。本發(fā)明器件結(jié)構(gòu)簡單，制備方式簡單快捷。本發(fā)明器件進(jìn)行面發(fā)射激光能克服邊發(fā)射激光出射圖形復(fù)雜、發(fā)射角大等先天劣勢。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步的研究改進(jìn)后獲得理想的光輸出質(zhì)量，是一種廉價優(yōu)質(zhì)的光泵浦面發(fā)射激光器。作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，增益介質(zhì)層中的激光增益介質(zhì)由有機(jī)小分子主客體材料摻雜而成，其主體材料為能夠有效吸收激光能量的有機(jī)小分子材料，其客體材料為紅色小分子激光染料。上述主客體摻雜質(zhì)量比例優(yōu)選為1:1％～1:7％。以保證激光染料含量足夠發(fā)射表面激光而又不會因?yàn)樘叨馃晒忖?。在上述增益介質(zhì)層中的主體材料優(yōu)選采用1,4-bis[n-(1-naphthyl)-n'-phenylamino]-4,4'diamine(npb)、1,4-bis[2-[4-[n,n-di(p-tolyl)amino]phenyl]vinyl]benzene(dsb)和tris-(8-hydroxyquinolinato)aluminum(iii)(alq3)中的任意一種有機(jī)小分子材料或者任意幾種材料的有機(jī)小分子混合材料。這3種材料都能有效地吸收泵浦光源的激光，并且其發(fā)射光譜與紅色激光染料的吸收光譜重疊率良好，從而可以通過能量轉(zhuǎn)移有效地傳遞給紅光材料。在上述增益介質(zhì)層中的客體材料優(yōu)選采用4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-[p-(dimethylamino)styryl]-4h-pyran(dcm)和4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4hpyran(dcjtb)中任意一種低閾值的紅色小分子激光染料或者二者混合的紅色小分子激光染料。作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，間隔層的薄膜的厚度為2～8nm，以保證在能夠生長成薄膜的基礎(chǔ)上完整覆蓋上述生成的金納米顆粒；金納米顆粒的離散顆粒薄膜厚度為0.4～3.0nm，以保證蒸鍍到玻璃表面的金會生長成孤立的顆粒，避免生長成連續(xù)的薄膜而造成橫向連續(xù)導(dǎo)電。具有局域表面等離子體共振譜，與紅色激光染料分子的吸收光譜有良好的重疊起到等離激元共振作用，從而改善激光特性；增益介質(zhì)層的厚度為50～200nm。金納米顆粒直接蒸鍍在玻璃表面，使其后覆蓋在顆粒表面的有機(jī)薄膜層呈現(xiàn)非平面結(jié)構(gòu)。相較于無金納米顆粒結(jié)構(gòu)，金納米顆粒的散射作用與薄膜的非平面結(jié)構(gòu)都有利于增強(qiáng)面發(fā)射出光。間隔層位于金納米顆粒與增益薄膜層之間，作用是避免有機(jī)發(fā)光分子與金屬直接接觸而發(fā)生猝滅。作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，間隔層的薄膜的厚度與金納米顆粒的離散顆粒薄膜厚度成正相關(guān)關(guān)系比例。一種本發(fā)明具有金納米顆粒增強(qiáng)的光泵浦面的發(fā)射有機(jī)激光薄膜器件的應(yīng)用，將具有金納米顆粒增強(qiáng)的光泵浦面的發(fā)射有機(jī)激光薄膜器件作為色轉(zhuǎn)換層運(yùn)用于電致有機(jī)發(fā)光器件泵浦的激光器中，組成電泵浦有機(jī)激光器件。作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，本發(fā)明器件有足夠高的發(fā)光效率能夠達(dá)到有機(jī)薄膜的閾值，本發(fā)明應(yīng)用將具有金納米顆粒增強(qiáng)的光泵浦面的發(fā)射有機(jī)激光薄膜器件作為色轉(zhuǎn)換層運(yùn)用于有機(jī)電致二極管中，并設(shè)置于電致有機(jī)發(fā)光器件泵浦的激光器中，組成小分子oled泵浦的平面型有機(jī)激光光源發(fā)光器件或有機(jī)激光點(diǎn)光源發(fā)光器件。利用本發(fā)明器件組合成的電泵浦有機(jī)激光器件中，金納米顆粒能夠通過等離激元共振作用提高有機(jī)激光薄膜層的發(fā)光強(qiáng)度，利用散射效應(yīng)增強(qiáng)表面出光比例，降低空穴注入勢壘以提高空穴注入效率，最終使器件效率明顯提高，有利于實(shí)現(xiàn)oled泵浦的有機(jī)激光器件。一種本發(fā)明具有金納米顆粒增強(qiáng)的光泵浦面的發(fā)射有機(jī)激光薄膜器件的制備方法，用真空蒸鍍法依次蒸鍍襯底、間隔層、增益介質(zhì)層和金納米顆粒的離散顆粒薄膜，或者利用真空蒸鍍法向間隔層中摻雜金納米顆粒制備增強(qiáng)激光輻射復(fù)合薄膜。作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，在本發(fā)明制備方法中，具體的各部分材料與制備工藝步驟如下：a.選取設(shè)定尺寸的襯底，用丙酮、去污粉、洗潔精清洗后，再用去離子水超聲清洗后烘干，得到潔凈干燥的襯底；b.采用真空蒸鍍法，在上述步驟a中已經(jīng)清洗好的襯底上蒸鍍金納米顆粒，蒸鍍速率為0.005～0.05nm/s，蒸鍍金納米顆粒的離散顆粒薄膜厚度為0.4～3.0nm；c.采用真空蒸鍍法，在上述步驟b中制備的金納米顆粒的離散顆粒薄膜結(jié)構(gòu)上繼續(xù)蒸鍍一層有機(jī)小分子材料層，作為間隔層，蒸鍍速率為0.01～0.05nm/s，厚度為2～8nm；d.采用雙源共蒸法，在上述步驟c中制備的間隔層結(jié)構(gòu)上繼續(xù)蒸鍍摻雜型有機(jī)小分子增益介質(zhì)層，其厚度為50～200nm，制備增益介質(zhì)層采用的材料為有機(jī)小分子主體材料與客體材料，制備增益介質(zhì)層采用主體材料采用與在上述步驟c中制備的間隔層中一樣的主體材料，制備增益介質(zhì)層采用的主客體質(zhì)量百分比控制在1:1％～1:7％。在制備增益介質(zhì)層時，控制總蒸鍍速率為0.06～0.12nm/s，主客體的各自蒸鍍速率按具體的質(zhì)量百分比分別進(jìn)行計算和實(shí)施，最終制成有金納米顆粒增強(qiáng)的光泵浦面的發(fā)射有機(jī)激光薄膜器件。本發(fā)明中，金納米顆粒的蒸鍍速度控制在0.005～0.05nm/s之間，厚度為0.4～3.0nm，蒸鍍到玻璃表面的金會生長成孤立的顆粒，具有局域表面等離子體共振譜，需要與紅色激光染料分子的吸收光譜有良好的重疊才能起到等離激元共振作用，從而改善激光特性。因此如果速度低于0.005nm/s或者厚度低于0.4nm，金納米顆粒的共振峰達(dá)不到紅光波長區(qū)域，導(dǎo)致沒有效果或者效果不明顯；如果速度高于0.05nm/s或者厚度高于3.0nm，蒸鍍到玻璃表面的金會生長成連續(xù)的薄膜，不能互相孤立而造成橫向連續(xù)導(dǎo)電。本發(fā)明中，金納米顆粒直接蒸鍍在玻璃表面，使其后覆蓋在顆粒表面的有機(jī)薄膜層呈現(xiàn)非平面結(jié)構(gòu)。相較于無金納米顆粒結(jié)構(gòu)，金納米顆粒的散射作用與薄膜的非平面結(jié)構(gòu)都有利于增強(qiáng)面發(fā)射出光。本發(fā)明中，激光增益介質(zhì)為有機(jī)小分子主客體材料摻雜而成。主體材料為能夠吸收泵浦光源激光能量的有機(jī)小分子材料，并優(yōu)先選用npb、dsb和alq3中任意一種或任意幾種；客體材料為紅色小分子激光染料，不僅能有效吸收主體材料傳遞的能量，并且其吸收光譜能與金納米顆粒的共振譜重疊，優(yōu)先選用dcm、dcjtb等閾值低的紅色小分子激光染料。本發(fā)明中，主客體摻雜質(zhì)量比例在1:1％～1:7％，當(dāng)濃度低于1％時，激光染料含量太低而無法發(fā)射表面激光，當(dāng)濃度高于7％時，染料分子含量太高而引起熒光猝滅，同樣無法發(fā)射表面激光。本發(fā)明中，間隔層的作用是避免有機(jī)發(fā)光分子與金屬直接接觸而發(fā)生猝滅。間隔層有機(jī)小分子的蒸鍍速率控制在0.01～0.05nm/s之間，比一般小分子有機(jī)物的蒸鍍速率低很多，是為了保證在能夠生長成薄膜的基礎(chǔ)上完整覆蓋上述生成的金納米顆粒。間隔層的厚度控制在2～8nm，具體的數(shù)值與上述的金納米顆粒蒸鍍厚度成正相關(guān)。本發(fā)明中，間隔層選取與增益介質(zhì)主體材料相同的材料或者分子結(jié)構(gòu)類似的材料，以保證激光增益介質(zhì)所受的影響最小，不同的材料可能會導(dǎo)致受激輻射出的激光被間隔層吸收而發(fā)不出激光。本發(fā)明提出的金納米顆粒增強(qiáng)的低閾值面發(fā)射摻雜型小分子有機(jī)激光薄膜能夠運(yùn)用于電致有機(jī)發(fā)光器件泵浦的激光器中，組成電泵浦有機(jī)激光器件。只要該電致發(fā)光器件的發(fā)光層發(fā)射光譜與有機(jī)激光薄膜的吸收光譜有良好的重疊，以使發(fā)光層發(fā)出的光能有效激發(fā)激光薄膜層。如果該器件有足夠高的發(fā)光效率能夠達(dá)到有機(jī)薄膜的閾值，將有希望實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單的小分子oled泵浦的有機(jī)激光器件。本發(fā)明提出的組合型電泵浦有機(jī)激光器件中，金納米顆粒能夠通過等離激元共振作用提高有機(jī)激光薄膜層的發(fā)光強(qiáng)度，利用散射效應(yīng)增強(qiáng)表面出光比例，降低空穴注入勢壘以提高空穴注入效率，最終使器件效率明顯提高。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)：1.本發(fā)明提出了一種摻雜型小分子有機(jī)激光，能夠?qū)崿F(xiàn)表面發(fā)射激光，結(jié)構(gòu)簡單，制備方式便捷；2.現(xiàn)有的紅色激光染料品質(zhì)因子低，本發(fā)明中的主體材料吸收峰接近于泵浦源的激發(fā)光譜，能夠有效地將能夠通過能量轉(zhuǎn)移傳遞給客體材料，從而使紅色激光染料發(fā)出激光；3.本發(fā)明利用金納米顆粒的表面等離激元共振作用和散射效應(yīng)，并由于直接蒸鍍在玻璃表面的顆粒引起的有機(jī)薄膜層的非平面結(jié)構(gòu)，改善面發(fā)射激光的特性，提高面發(fā)射相較于邊發(fā)射的比例，包括增強(qiáng)其發(fā)光強(qiáng)度，降低其閾值，提高其品質(zhì)因子，制備方式同樣簡單；4.面發(fā)射激光能克服邊發(fā)射激光出射圖形復(fù)雜、發(fā)射角大等先天劣勢，本發(fā)明通過進(jìn)一步的研究改進(jìn)后獲得理想的光輸出質(zhì)量，能制造一種廉價優(yōu)質(zhì)的光泵浦面發(fā)射激光器；5.本發(fā)明提出的金納米顆粒增強(qiáng)的低閾值面發(fā)射摻雜型小分子有機(jī)激光薄膜能夠用于電致有機(jī)發(fā)光器件泵浦的激光器中，組成電泵浦有機(jī)激光器件；6.本發(fā)明器件有足夠高的發(fā)光效率能夠達(dá)到有機(jī)薄膜的閾值，相比現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的面發(fā)射器件，將有希望實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單的小分子oled泵浦的面發(fā)射有機(jī)激光器件；本發(fā)明采用金納米顆粒除了能提高激光薄膜層的發(fā)光強(qiáng)度和表面出光比例，還能提高空穴注入效率，使器件效率提高。附圖說明圖1為本發(fā)明實(shí)施例一具有金納米顆粒增強(qiáng)的光泵浦面的發(fā)射有機(jī)激光薄膜器件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本對比例一激光薄膜器件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例一與對比例一在光泵浦激光強(qiáng)度為40uj/pulse時的激光薄膜器件的面發(fā)射激光光譜對比圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例一與對比例一在光泵浦激光強(qiáng)度為80uj/pulse時的激光薄膜器件的面發(fā)射激光光譜對比圖。圖5為本發(fā)明實(shí)施例二與對比例一在光泵浦激光強(qiáng)度為40uj/pulse時的激光薄膜器件的面發(fā)射激光光譜對比圖。圖6為本發(fā)明實(shí)施例二與對比例一在光泵浦激光強(qiáng)度為80uj/pulse時的激光薄膜器件的面發(fā)射激光光譜對比圖。圖7為本發(fā)明實(shí)施例三與實(shí)施例一在光泵浦激光強(qiáng)度為20uj/pulse時的激光薄膜器件的面發(fā)射激光光譜對比圖。圖8為本發(fā)明實(shí)施例三與實(shí)施例一在光泵浦激光強(qiáng)度為40uj/pulse時的激光薄膜器件的面發(fā)射激光光譜對比圖。圖9為本對比例三oled激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10為本發(fā)明實(shí)施例四利用具有金納米顆粒增強(qiáng)的光泵浦面的發(fā)射有機(jī)激光薄膜器件組成oled激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例詳述如下：實(shí)施例一：在本實(shí)施例中，參見圖1，一種具有金納米顆粒增強(qiáng)的光泵浦面的發(fā)射有機(jī)激光薄膜器件樣品1，主要由襯底1和增益介質(zhì)層4組成，在襯底1和增益介質(zhì)層4之間還設(shè)置增強(qiáng)激光輻射復(fù)合薄膜，具體為：在襯底1表面上設(shè)有由金納米顆粒2形成的非連續(xù)的、不能整體橫向?qū)щ姷碾x散顆粒薄膜，并在金納米顆粒2形成的離散顆粒薄膜和增益介質(zhì)層4之間設(shè)置非平整的間隔層3的薄膜，即在襯底1和增益介質(zhì)層4之間，設(shè)置了由金納米顆粒2的離散顆粒薄膜和間隔層3的薄膜層疊形成的增強(qiáng)激光輻射復(fù)合薄膜；使增強(qiáng)激光輻射復(fù)合薄膜中的金形成孤立的顆?；蛘咚槠w粒聚合體；間隔層3采用與增益介質(zhì)層4的主體材料相同的材料或者分子結(jié)構(gòu)類型相同的材料。在本實(shí)施例中，參見圖1，增益介質(zhì)層4中的激光增益介質(zhì)由有機(jī)小分子主客體材料摻雜而成，其主體材料為能夠有效吸收激光能量的有機(jī)小分子材料，在增益介質(zhì)層4中的主體材料采用1,4-bis[n-(1-naphthyl)-n'-phenylamino]-4,4'diamine(npb)有機(jī)小分子材料，在增益介質(zhì)層4中的客體材料采用4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4hpyran(dcjtb)紅色小分子激光染料，主客體摻雜質(zhì)量比例在1:2％，形成npb:2wt％dcjtb復(fù)合材料薄膜。間隔層3采用npb。在本實(shí)施例中，參見圖1，間隔層3的薄膜的厚度為4nm，金納米顆粒2的離散顆粒薄膜厚度為0.8nm，增益介質(zhì)層4的厚度為50nm。在本實(shí)施例中，參見圖1，泵浦方式為光泵浦10，用光纖接收器接收面發(fā)射激光11，制備工藝是在玻璃襯底1上用真空蒸鍍法依次蒸鍍金納米顆粒層、npb、npb:2wt％dcjtb。具體的各部分材料與制備工藝如下：a.選取設(shè)定尺寸的襯底1，用丙酮、去污粉、洗潔精清洗后，再用去離子水超聲清洗后烘干，得到潔凈干燥的襯底1；b.采用真空蒸鍍法，在上述步驟a中已經(jīng)清洗好的襯底1上蒸鍍金納米顆粒2，蒸鍍速率為0.01nm/s，蒸鍍金納米顆粒2的離散顆粒薄膜厚度為0.8nm；c.采用真空蒸鍍法，在上述步驟b中制備的金納米顆粒2的離散顆粒薄膜結(jié)構(gòu)上繼續(xù)蒸鍍一層npb有機(jī)小分子材料層，作為間隔層3，蒸鍍速率為0.01nm/s，厚度為4nm；d.采用雙源共蒸法，在上述步驟c中制備的間隔層3結(jié)構(gòu)上繼續(xù)蒸鍍摻雜型有機(jī)小分子的npb:2wt％dcjtb復(fù)合層，作為增益介質(zhì)層4，控制總蒸鍍速率為0.1nm/s，客體材料dcjtb的蒸鍍速率為0.002nm/s，主客體摻雜質(zhì)量比例在1:2％，主體的蒸鍍速率按具體的質(zhì)量百分比來進(jìn)行設(shè)置和實(shí)施，控制增益介質(zhì)層4的厚度為50nm，制備增益介質(zhì)層4采用主體材料與在上述步驟c中制備的間隔層3中主體材料npb相同，最終制成有金納米顆粒增強(qiáng)的光泵浦面的發(fā)射有機(jī)激光薄膜器件。對比例一：在本對比例中，參見圖2，一種激光薄膜器件樣品0，由襯底1和增益介質(zhì)層4組成，增益介質(zhì)層4的厚度為50nm。在本對比例中，參見圖2，增益介質(zhì)層4中的激光增益介質(zhì)由有機(jī)小分子主客體材料摻雜而成，其主體材料為能夠有效吸收激光能量的有機(jī)小分子材料，在增益介質(zhì)層4中的主體材料采用1,4-bis[n-(1-naphthyl)-n'-phenylamino]-4,4'diamine(npb)有機(jī)小分子材料，在增益介質(zhì)層4中的客體材料采用4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4hpyran(dcjtb)紅色小分子激光染料，主客體摻雜質(zhì)量比例在1:2％，形成npb:2wt％dcjtb復(fù)合材料薄膜。在本對比例中，參見圖2，泵浦方式為光泵浦10，用光纖接收器接收面發(fā)射激光11，制備工藝是在玻璃襯底1上用真空蒸鍍法蒸鍍npb:2wt％dcjtb。具體的各部分材料與制備工藝如下：①選取設(shè)定尺寸的襯底1，用丙酮、去污粉、洗潔精清洗后，再用去離子水超聲清洗后烘干，得到潔凈干燥的襯底1；②采用雙源共蒸法，在上述步驟①中制備的襯底1上蒸鍍摻雜型有機(jī)小分子的npb:2wt％dcjtb復(fù)合層，作為增益介質(zhì)層4，控制總蒸鍍速率為0.1nm/s，客體材料dcjtb的蒸鍍速率為0.002nm/s，主客體摻雜質(zhì)量比例在1:2％，主體的蒸鍍速率按具體的質(zhì)量百分比來進(jìn)行設(shè)置和實(shí)施，控制增益介質(zhì)層4的厚度為50nm，最終制成激光薄膜器件。在本對比例中，參見圖2，激光薄膜器件為光泵浦面發(fā)射摻雜型小分子有機(jī)激光薄膜，沒有實(shí)施例一中的金納米顆粒層與間隔層3，其余材料選擇與實(shí)施例一的制備工藝相同。實(shí)驗(yàn)測試分析：實(shí)施例一制備的有金納米顆粒增強(qiáng)的光泵浦面的發(fā)射有機(jī)激光薄膜器件作為樣品1；對比例一制備的激光薄膜器件，作為樣品0。將實(shí)施例一制備好的添加金納米顆粒的有機(jī)小分子摻雜激光薄膜從真空蒸鍍腔體中取出，進(jìn)行光泵浦，泵浦源為nd:yag激光，激發(fā)波長為355nm。將對比例一制備好的激光薄膜器件從真空蒸鍍腔體中取出，進(jìn)行光泵浦，泵浦源為nd:yag激光，激發(fā)波長為355nm。樣品0與樣品1的結(jié)構(gòu)圖參見圖1和圖2，相應(yīng)的激光泵浦能量為40uj/pulse和80uj/pulse時的激光光譜對比參見圖3和圖4，特別是參見圖4可知，如下表所示：表1樣品0與樣品1的激光特性參數(shù)通過圖4與表1中樣品1與樣品0的對比可知，加入0.4nm金納米顆粒和4nm間隔層的npb:2wt％dcjtb激光薄膜被相同強(qiáng)度的光泵浦后能發(fā)射更強(qiáng)的表面激光，并且閾值降低，品質(zhì)因子提高。實(shí)施例一器件基于金納米顆粒的局域表面等離激元共振效應(yīng)和散射效應(yīng)，有效改善面發(fā)射激光的特性，發(fā)射強(qiáng)度增強(qiáng)，閾值降低，且品質(zhì)因子提高。實(shí)施例一器件由襯底1、金納米顆粒2、間隔層3、增益介質(zhì)層4組成，激光增益介質(zhì)層4由摻雜型有機(jī)小分子主客體材料組成，間隔層3與增益介質(zhì)層4中的主體材料相同。將此激光結(jié)構(gòu)作為色轉(zhuǎn)換層運(yùn)用于有機(jī)電致二極管中，在該組合器件中能夠利用發(fā)光層發(fā)射的光激發(fā)有機(jī)染料薄膜層發(fā)光，為實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單的電泵浦有機(jī)激光器件提供了一種有效的方案。實(shí)施例一器件結(jié)構(gòu)均由真空蒸鍍法制備，簡單快捷。實(shí)施例二：本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之處在于：在本實(shí)施例中，一種具有金納米顆粒增強(qiáng)的光泵浦面的發(fā)射有機(jī)激光薄膜器件樣品2，主要由襯底1和增益介質(zhì)層4組成，在襯底1和增益介質(zhì)層4之間還設(shè)置增強(qiáng)激光輻射復(fù)合薄膜，具體為：在襯底1表面上設(shè)有由金納米顆粒2形成的非連續(xù)的、不能整體橫向?qū)щ姷慕鸺{米顆粒2的離散顆粒薄膜，并在金納米顆粒2形成的離散顆粒薄膜和增益介質(zhì)層4之間設(shè)置非平整的間隔層3的薄膜，即在襯底1和增益介質(zhì)層4之間，設(shè)置了由金納米顆粒2的離散顆粒薄膜和間隔層3的薄膜層疊形成的增強(qiáng)激光輻射復(fù)合薄膜；使增強(qiáng)激光輻射復(fù)合薄膜中的金形成孤立的顆粒或者碎片化顆粒聚合體；間隔層3采用與增益介質(zhì)層4的主體材料相同的材料或者分子結(jié)構(gòu)類型相同的材料。在本實(shí)施例中，增益介質(zhì)層4、間隔層3與實(shí)施例一相同。在本實(shí)施例中，間隔層3的npb薄膜的厚度為8nm，金納米顆粒2的離散顆粒薄膜厚度為1.6nm，增益介質(zhì)層4的厚度為50nm。在本實(shí)施例中，泵浦方式為光泵浦10，用光纖接收器接收面發(fā)射激光11，制備工藝是在玻璃襯底1上用真空蒸鍍法依次蒸鍍金納米顆粒層、npb、npb:2wt％dcjtb。具體的各部分材料與制備工藝如下：a.本步驟與實(shí)施例一相同；b.采用真空蒸鍍法，在上述步驟a中已經(jīng)清洗好的襯底1上蒸鍍金納米顆粒2，蒸鍍速率為0.01nm/s，蒸鍍金納米顆粒2的離散顆粒薄膜厚度為1.6nm；c.采用真空蒸鍍法，在上述步驟b中制備的金納米顆粒2的離散顆粒薄膜結(jié)構(gòu)上繼續(xù)蒸鍍一層npb有機(jī)小分子材料層，作為間隔層3，蒸鍍速率為0.01nm/s，厚度為8nm；d.本步驟與實(shí)施例一相同。實(shí)驗(yàn)測試分析：實(shí)施例二制備的有金納米顆粒增強(qiáng)的光泵浦面的發(fā)射有機(jī)激光薄膜器件作為樣品2；仍以對比例一制備的激光薄膜器件，作為樣品0。將實(shí)施例二制備好的添加金納米顆粒的有機(jī)小分子摻雜激光薄膜從真空蒸鍍腔體中取出，進(jìn)行光泵浦，泵浦源為nd:yag激光，激發(fā)波長為355nm。將對比例一制備好的激光薄膜器件從真空蒸鍍腔體中取出，進(jìn)行光泵浦，泵浦源為nd:yag激光，激發(fā)波長為355nm。樣品0與樣品2相應(yīng)的激光泵浦能量為40uj/pulse和80uj/pulse時的激光光譜對比參見圖5和圖6，特別是參見圖6可知，如下表所示：表2樣品0與樣品2的激光特性參數(shù)通過圖6與表2中樣品2與樣品0的對比可知，加入1.6nm金納米顆粒和8nm間隔層的npb:2wt％dcjtb激光薄膜被相同強(qiáng)度的光泵浦后能發(fā)射更強(qiáng)的表面激光，并且閾值降低，品質(zhì)因子提高。實(shí)施例三：本實(shí)施例與前述實(shí)施例基本相同，特別之處在于：在本實(shí)施例中，一種具有金納米顆粒增強(qiáng)的光泵浦面的發(fā)射有機(jī)激光薄膜器件樣品4，主要由襯底1和增益介質(zhì)層4組成，在襯底1和增益介質(zhì)層4之間還設(shè)置增強(qiáng)激光輻射復(fù)合薄膜，具體為：金納米顆粒2的離散顆粒薄膜與實(shí)施例一相同，間隔層3材料選用alq3。在本實(shí)施例中，增益介質(zhì)層4中的激光增益介質(zhì)由有機(jī)小分子主客體材料摻雜而成，其主體材料為能夠有效吸收激光能量的有機(jī)小分子材料，在增益介質(zhì)層4中的主體材料采用1,4-bis[n-(1-naphthyl)-n'-phenylamino]-4,4'diamine、1,4-bis[2-[4-[n,n-di(p-tolyl)amino]phenyl]vinyl]benzene和tris-(8-hydroxyquinolinato)aluminum(iii)(alq3)有機(jī)小分子材料，在增益介質(zhì)層4中的客體材料采用4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4hpyran(dcjtb)紅色小分子激光染料，主客體摻雜質(zhì)量比例在1:2％，形成alq3:2wt％dcjtb復(fù)合材料薄膜。在本實(shí)施例中，間隔層3的alq3薄膜的厚度為5nm，金納米顆粒2的離散顆粒薄膜厚度為0.8nm，增益介質(zhì)層4的厚度為50nm。在本實(shí)施例中，泵浦方式為光泵浦10，用光纖接收器接收面發(fā)射激光11，制備工藝是在玻璃襯底1上用真空蒸鍍法依次蒸鍍金納米顆粒層、alq3、alq3:2wt％dcjtb。具體的各部分材料與制備工藝如下：a.本步驟與實(shí)施例一相同；b.本步驟與實(shí)施例一相同；c.采用真空蒸鍍法，在上述步驟b中制備的金納米顆粒2的離散顆粒薄膜結(jié)構(gòu)上繼續(xù)蒸鍍一層alq3有機(jī)小分子材料層，作為間隔層3，蒸鍍速率為0.01nm/s，厚度為5nm；d.采用雙源共蒸法，在上述步驟c中制備的間隔層3結(jié)構(gòu)上繼續(xù)蒸鍍摻雜型有機(jī)小分子的alq3:2wt％dcjtb復(fù)合層，作為增益介質(zhì)層4，控制總蒸鍍速率為0.1nm/s，客體材料dcjtb的蒸鍍速率為0.002nm/s，主客體摻雜質(zhì)量比例在1:2％，主體的蒸鍍速率按具體的質(zhì)量百分比來進(jìn)行設(shè)置和實(shí)施，控制增益介質(zhì)層4的厚度為50nm，制備增益介質(zhì)層4采用主體材料與在上述步驟c中制備的間隔層3中主體材料alq3相同，最終制成有金納米顆粒增強(qiáng)的光泵浦面的發(fā)射有機(jī)激光薄膜器件。對比例二：在本對比例中，一種激光薄膜器件，由襯底1和增益介質(zhì)層4組成，增益介質(zhì)層4的厚度為50nm。在本對比例中，增益介質(zhì)層4中的激光增益介質(zhì)由有機(jī)小分子主客體材料摻雜而成，其主體材料為能夠有效吸收激光能量的有機(jī)小分子材料，在增益介質(zhì)層4中的主體材料采用1,4-bis[n-(1-naphthyl)-n'-phenylamino]-4,4'diamine、1,4-bis[2-[4-[n,n-di(p-tolyl)amino]phenyl]vinyl]benzene和tris-(8-hydroxyquinolinato)aluminum(iii)(alq3)有機(jī)小分子材料，在增益介質(zhì)層4中的客體材料采用4-(dicyanomethylene)-2-t-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4hpyran(dcjtb)紅色小分子激光染料，主客體摻雜質(zhì)量比例在1:2％，形成alq3:2wt％dcjtb復(fù)合材料薄膜。在本對比例中，激光薄膜器件3由玻璃的襯底1和alq3:2wt％dcjtb增益介質(zhì)層4組成，泵浦方式為光泵浦10，用光纖接收器接收面發(fā)射激光11，制備工藝是在玻璃襯底1上用真空蒸鍍法蒸鍍alq3:2wt％dcjtb。具體的各部分材料與制備工藝如下：①選取設(shè)定尺寸的襯底1，用丙酮、去污粉、洗潔精清洗后，再用去離子水超聲清洗后烘干，得到潔凈干燥的襯底1；②采用雙源共蒸法，在上述步驟①中制備的襯底1上蒸鍍摻雜型有機(jī)小分子的alq3:2wt％dcjtb復(fù)合層，作為增益介質(zhì)層4，控制總蒸鍍速率為0.1nm/s，客體材料dcjtb的蒸鍍速率為0.002nm/s，主客體摻雜質(zhì)量比例在1:2％，主體的蒸鍍速率按具體的質(zhì)量百分比來進(jìn)行設(shè)置和實(shí)施，控制增益介質(zhì)層4的厚度為50nm，最終制成激光薄膜器件。在本對比例中，激光薄膜器件為光泵浦面發(fā)射摻雜型小分子有機(jī)激光薄膜，沒有實(shí)施例一中的金納米顆粒層與間隔層3，其余材料選擇與實(shí)施例一的制備工藝相同。實(shí)驗(yàn)測試分析：實(shí)施例三制備的有金納米顆粒增強(qiáng)的光泵浦面的發(fā)射有機(jī)激光薄膜器件作為樣品4；以對比例二制備的激光薄膜器件，作為樣品3。將實(shí)施例三制備好的添加金納米顆粒的有機(jī)小分子摻雜激光薄膜從真空蒸鍍腔體中取出，進(jìn)行光泵浦，泵浦源為nd:yag激光，激發(fā)波長為355nm。將對比例二制備好的激光薄膜器件從真空蒸鍍腔體中取出，進(jìn)行光泵浦，泵浦源為nd:yag激光，激發(fā)波長為355nm。樣品3與樣品4相應(yīng)的激光泵浦能量為20uj/pulse和40uj/pulse時的激光光譜對比參見圖7和圖8，特別是參見圖8可知，如下表所示：表3樣品3與樣品4的激光特性參數(shù)通過圖8與表3中樣品4與樣品3的對比可知，加入0.4nm金納米顆粒和4nm間隔層alq3的alq3:2wt％dcjtb激光薄膜被相同強(qiáng)度的光泵浦后能發(fā)射更強(qiáng)的表面激光，并且閾值降低，品質(zhì)因子提高。實(shí)施例四：本實(shí)施例與前述實(shí)施例基本相同，特別之處在于：在本實(shí)施例中，將對比例一樣品0和實(shí)施例一中樣品1除玻璃襯底外分別應(yīng)用于綠光oled中，組成相應(yīng)的激光器件，即將具有金納米顆粒增強(qiáng)的光泵浦面的發(fā)射有機(jī)激光薄膜器件作為色轉(zhuǎn)換層運(yùn)用于有機(jī)電致二極管中，并設(shè)置于電致有機(jī)發(fā)光器件泵浦的激光器中，組成小分子oled泵浦的平面型有機(jī)激光光源發(fā)光器件或有機(jī)激光點(diǎn)光源發(fā)光器件，參見圖10。圖10的器件1含有金納米顆粒層與間隔層的有機(jī)激光光源發(fā)光器件的具體制備工藝如下：采用ito玻璃襯底1作為陽極，在清洗潔凈的ito玻璃襯底1上依次真空蒸鍍金納米顆粒薄膜，作為金納米顆粒2的離散顆粒薄膜，其厚度為0.8nm，蒸鍍速率為0.01nm/s；再在金納米顆粒2的離散顆粒薄膜上覆蓋制備npb薄膜，作為間隔層3，同時作為空穴傳輸層，其厚度為4nm，蒸鍍速率為0.01nm/s；然后在間隔層3之上繼續(xù)制備npb：2wt％dcjtb薄膜，作為增益介質(zhì)層4，其厚度為50nm，總蒸鍍速率為0.1nm/s；然后在增益介質(zhì)層4上再制備一層npb薄膜5，作為空穴傳輸層兼色轉(zhuǎn)換層，其厚度為6nm，總蒸鍍速率為0.06～0.12nm/s；然后采用9,10-bis(2-naphthyl)anthracene:5wt％n,n’-(4,4’-(1e,1’e)–2,2’-(1,4-phenylene)bis(ethene-2,1-diyl)bis(4,1-phenylene))-bis(2-ethyl-6-methyl-n-phenylaniline)，在npb薄膜5上再制備一層and:5wt％bubd-1薄膜6，作為發(fā)光層，其厚度為20nm，總蒸鍍速率為0.1nm/s；然后在and:5wt％bubd-1薄膜6上再制備一層alq3薄膜7，作為電子傳輸層，其厚度為30nm，蒸鍍速率為0.06～0.12nm/s；然后采用8-hydroxyquinolinelithium，在alq3薄膜7上再制備一層liq薄膜8，作為電子注入層，其厚度為1nm，蒸鍍速率為0.05nm/s；最后在liq薄膜8上再制備一層al薄膜9，作為陰極層，其厚度為100nm，蒸鍍速率為0.5nm/s。對比例三：在本對比例中，參見圖9，對比例器件5的制備工藝與材料選擇與實(shí)施例四制備的器件6基本相同，除了對比例三的器件沒有金納米顆粒層和4nm的npb層。其中ito為陽極，npb:2wt％dcjtb為空穴傳輸層兼色轉(zhuǎn)換層，npb為空穴傳輸層兼間隔層，and:5wt％bubd-1為發(fā)光層，alq3為電子傳輸層，liq為電子注入層，al為陰極。npb:2wt％dcjtb作為色轉(zhuǎn)換層，通過發(fā)光層and:5wt％bubd-1發(fā)出的綠光激發(fā)其發(fā)紅光，bubd-1的發(fā)射光譜與dcjtb的吸收光譜重疊率很高。如果該器件的效率足夠高，將有希望實(shí)現(xiàn)簡單結(jié)構(gòu)的oled泵浦激光器。表4器件5與器件6在電流密度為40ma/cm2時的特性參數(shù)@40ma/cm2亮度(cd/m2)電流效率(cd/a)功率效率(lm/w)紅光/綠光器件543808.462.530.69器件6615610.653.340.93通過表4中器件6與器件5的對比可知，將摻雜型有機(jī)激光薄膜層運(yùn)用于oled器件組成內(nèi)色轉(zhuǎn)換oled器件，加上金納米顆粒的引入，不但能提高紅光的發(fā)光比例，還能提高整體器件的效率，由此，為將來實(shí)現(xiàn)oled泵浦激光器提供了一種簡單可行的方案。實(shí)施例五：本實(shí)施例與前述實(shí)施例基本相同，特別之處在于：在本實(shí)施例中，在襯底1和增益介質(zhì)層4之間設(shè)置摻雜型小分子有機(jī)激光薄膜作為間隔層3，并在摻雜型小分子有機(jī)激光薄膜中彌散摻雜了金納米顆粒2形成增強(qiáng)激光輻射復(fù)合薄膜。本實(shí)施例具有金納米顆粒增強(qiáng)的光泵浦面的發(fā)射有機(jī)激光薄膜器件能應(yīng)用于制備面發(fā)射摻雜型小分子有機(jī)激光器，能充分發(fā)揮金納米顆粒改善其激光特性。本實(shí)施例器件基于金納米顆粒的局域表面等離激元共振效應(yīng)和散射效應(yīng)，有效改善面發(fā)射激光的特性，發(fā)射強(qiáng)度增強(qiáng)，閾值降低，且品質(zhì)因子提高。實(shí)施例一器件由襯底1、金納米顆粒2、間隔層3、增益介質(zhì)層4組成，激光增益介質(zhì)層4由摻雜型有機(jī)小分子主客體材料組成，間隔層3與增益介質(zhì)層4中的主體材料相同。將此激光結(jié)構(gòu)作為色轉(zhuǎn)換層運(yùn)用于有機(jī)電致二極管中，在該組合器件中能夠利用發(fā)光層發(fā)射的光激發(fā)有機(jī)染料薄膜層發(fā)光，為實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單的電泵浦有機(jī)激光器件提供了一種有效的方案。本實(shí)施例器件結(jié)構(gòu)均由真空蒸鍍法制備，簡單快捷。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，還可以根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明創(chuàng)造的目的做出多種變化，凡依據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案的精神實(shí)質(zhì)和原理下做的改變、修飾、替代、組合或簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，只要符合本發(fā)明的發(fā)明目的，只要不背離本發(fā)明具有金納米顆粒增強(qiáng)的光泵浦面的發(fā)射有機(jī)激光薄膜器件、應(yīng)用及其制備方法的技術(shù)原理和發(fā)明構(gòu)思，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁12