br>[0018]本實施首先采用潔凈的透明玻璃作為透明基片，然后透明基片上真空熱蒸發(fā)或采用旋涂技術(shù)沉積第種類有機激光染料，然后制備該多層平板波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中的中間調(diào)制層，即低折射率的超厚透明層-高反射率的超薄金屬層-低折射率的超厚透明層。從而，該中間調(diào)制層與第一種有機激光染料以及透明基板，三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成了第一個波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。同樣的，真空熱蒸發(fā)第二種有機激光染料，然后是中間調(diào)質(zhì)層，構(gòu)成第二個波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而得到雙波長平板結(jié)構(gòu)。采用本實施例制備的雙波段低閾值平板波導(dǎo)，在外部栗浦源的機理下，隨著栗浦能量的增加，最終觀察到了非常顯著的雙波長激射現(xiàn)象，如圖2所示。
[0019]本實施例采用兩層平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)多波長激光，以高反射率超薄金屬層作為插入層，考慮到波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中間層折射率需高于兩側(cè)的要求，采用新的中間層來實現(xiàn)多個平板波導(dǎo)的級聯(lián)。本實施例制備的中間層的材料的吸收率應(yīng)低，以確保插入層對激光染料的閾值幾乎沒有影響；其次，本實施例制備的中間層能高效傳導(dǎo)栗浦能量，以保持足夠的能量注入下一個平面波導(dǎo)激光；本實施例制備的中間層的各層材料的折射率均低于激光染料分子，以保證形成不對稱平板波導(dǎo)來產(chǎn)生ASE。本實施例采用的在可見光范圍內(nèi)有高透過率的高反射率超薄金屬層還能實現(xiàn)歐姆接觸的作用，所使用的超薄金屬層折射率小于激光染料分子材料的折射率，可與折射率為1.70的有機材料和折射率為1.52的玻璃基板I形成非對稱平板波導(dǎo)。但正是由于本實施例高反射率超薄金屬層厚度非常薄，它對于栗浦能量的限制也是很弱的。在現(xiàn)有技術(shù)中，在金屬和染料層的界面，熒光淬滅也是相當(dāng)嚴(yán)重的。為了解決這一系列的問題，本實施例引入了介于金屬層和有機染料層的間隙層一一低折射率透明層。低折射率透明層對于栗浦光、兩個激射波長的吸收均很弱。
[0020]本實施例制備的雙波段低閾值平板波導(dǎo)結(jié)構(gòu)就是多個平板波導(dǎo)結(jié)構(gòu)級聯(lián)組成的結(jié)構(gòu)，中間插入層超薄金屬層與低折射率透明層通過真空蒸鍍或者濺射或者旋涂的方法進(jìn)行制備，染料活性層的制備需要具體到材料來考慮用真空蒸鍍還是甩膠的方法來成膜，基板為干凈的玻璃基板，在每層有機激光染料層制備過程中，采用沉積方法成膜時，控制沉積速率為1.0 a/s。
[0021]實施例二:
本實施例與實施例一基本相同，特別之處在于:
在本實施例中，參見圖3，一種具有三層平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的三波段有機激光器的制備方法，包括如下步驟:
a.本步驟與實施例一相同；
b.本步驟與實施例一相同；
c.本步驟與實施例一相同；
d.本步驟與實施例一相同；
e.本步驟與實施例一相同；
f.繼續(xù)采用沉積方法，在第二層中間調(diào)制層的第二高反射率超薄Ag金屬層8上繼續(xù)制備厚度為200 nm的第四低折射率透明LiF層9，使第二個波導(dǎo)結(jié)構(gòu)單元中增加一層低折射率透明層，然后再在第二個波導(dǎo)結(jié)構(gòu)單元中的第四低折射率透明LiF層9之上，采用沉積方法依次制備第三種有機激光染料層10、厚度為200 nm的第五低折射率透明LiF層11和厚度為20 nm的第三高反射率超薄Ag金屬層12，繼續(xù)形成第三層中間調(diào)制層，進(jìn)而形成第三個波導(dǎo)結(jié)構(gòu)單元，形成三波低閾值長平板結(jié)構(gòu)，完成三波段有機激光器的制備。
[0022]本實施例的中間層制備方法與實施例一基本相同，以此類推，采用同樣的中間調(diào)制層就可得到多波段平板結(jié)構(gòu)。這樣在外界栗浦能量的激勵下，便會產(chǎn)生多波段激射現(xiàn)象。
[0023]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于上述實施例，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)明激光器的多層平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)及多波長有機激光器的制備方法的技術(shù)原理和發(fā)明構(gòu)思，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種激光器的多層平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其特征在于，由至少兩個平板波導(dǎo)結(jié)構(gòu)單元級聯(lián)組成多層平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，在相鄰的兩層平板波導(dǎo)結(jié)構(gòu)單元之間設(shè)置中間調(diào)制層，所述中間調(diào)制層通過采用低折射率的超厚透明層-高反射率的超薄金屬層-低折射率的超厚透明層的第一種復(fù)合層，或者通過采用高反射率的超薄金屬層-低折射率的超厚透明層-高反射率的超薄金屬層的第二種復(fù)合層，所述中間調(diào)制層與相鄰設(shè)置的激光染料層形成平板波導(dǎo)單元，所述高反射率的超薄金屬層的厚度不大于20 nm，所述低折射率的超厚透明層的厚度為80-500 nm，所述高反射率的超薄金屬層的折射率和所述低折射率的超厚透明層的折射率皆小于激光染料層分子的折射率。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述激光器的多層平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述激光染料層的材料為小分子的DCM、PBD或DSB，或者為共軛聚合物聚苯乙烯或其衍生物，或為聚芴類材料，或者所述激光染料層的材料以將有機小分子材料擴散在具有良好成膜性能的材料PMMA或PVK中成膜。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述激光器的多層平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述高反射率的超薄金屬層的折射率和所述低折射率的超厚透明層的折射率皆小于1.70。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述激光器的多層平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述低折射率的超厚透明層的折射率小于1.52。5.一種具有權(quán)利要求1所述多層平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的多波長有機激光器的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: a.準(zhǔn)備基板； b.采用沉積、濺射或旋涂方法，在基板上制備第一種有機激光染料層； c.采用沉積、濺射或旋涂方法，在第一種有機激光染料層上繼續(xù)依次制備厚度為80-500 nm的低折射率透明層、厚度不大于20 nm的高反射率超薄金屬層和厚度為80-500nm的低折射率透明層，形成第一層中間調(diào)制層，使第一層中間調(diào)制層、第一種有機激光染料層以及基板三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成了第一個波導(dǎo)結(jié)構(gòu)單元； d.采用沉積、濺射或旋涂方法，在第一層中間調(diào)制層的低折射率透明層上繼續(xù)制備第二種有機激光染料層； e.采用沉積、濺射或旋涂方法，在第二種有機激光染料層上再繼續(xù)依次制備厚度為80-500 nm的低折射率透明層和厚度不大于20 nm的高反射率超薄金屬層，形成第二層中間調(diào)制層，使第二層中間調(diào)制層和第二種有機激光染料層構(gòu)成了第二個波導(dǎo)結(jié)構(gòu)單元，所述第一個波導(dǎo)結(jié)構(gòu)單元和所述第二個波導(dǎo)結(jié)構(gòu)單元結(jié)合形成雙波長平板結(jié)構(gòu)； f.完成多波長有機激光器的制備；或者繼續(xù)采用沉積、濺射或旋涂方法，在第二層中間調(diào)制層的高反射率超薄金屬層上繼續(xù)制備厚度為80-500 nm的低折射率透明層，使第二個波導(dǎo)結(jié)構(gòu)單元中增加低折射率透明層，然后再在第二個波導(dǎo)結(jié)構(gòu)單元中的低折射率透明層之上，采用沉積、濺射或旋涂方法制備又一種有機激光染料層、厚度為80-500 nm的低折射率透明層和厚度不大于20 nm的高反射率超薄金屬層，繼續(xù)形成又一層中間調(diào)制層，進(jìn)而形成后續(xù)的又一個波導(dǎo)結(jié)構(gòu)單元，形成三波長平板結(jié)構(gòu)；或者以本步驟方法繼續(xù)制備后續(xù)的又一個波導(dǎo)結(jié)構(gòu)單元，直到多波長有機激光器的制備。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述多波長有機激光器的制備方法，其特征在于:所述高反射率的超薄金屬層的折射率和所述低折射率的超厚透明層的折射率皆小于激光染料層分子的折射率。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述多波長有機激光器的制備方法，其特征在于:所述高反射率的超薄金屬層的折射率和所述低折射率的超厚透明層的折射率皆小于1.70。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述激光器的多層平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述低折射率的超厚透明層的折射率小于1.52。9.根據(jù)權(quán)利要求5?8中任意一項所述多波長有機激光器的制備方法，其特征在于:在每層有機激光染料層制備過程中，采用沉積方法成膜時，控制沉積速率接近1.0 A/S。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種激光器的多層平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)及多波長有機激光器的制備方法，由至少兩個平板波導(dǎo)結(jié)構(gòu)單元級聯(lián)組成多層平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，在相鄰的兩層平板波導(dǎo)結(jié)構(gòu)單元之間設(shè)置中間調(diào)制層，中間調(diào)制層通過調(diào)制低折射率的超厚透明層和高反射率的超薄金屬層形成，中間調(diào)制層與相鄰設(shè)置的激光染料層形成平板波導(dǎo)單元。本發(fā)明將高反射率金屬層調(diào)制層的引入可以將自發(fā)輻射光放大限制在染料活性層中，通過在染料活性層和金屬調(diào)制層中加入低折射率透明層可以降低熒光淬滅，并將泵浦能量集中在光波導(dǎo)里。為了獲得多波段高增益的自發(fā)輻射光放大，本發(fā)明中間調(diào)制層的加入能夠?qū)SE限制在一個染料活性層中，在光泵浦的激勵下，我們最終獲得了多波段低閾值激光。
【IPC分類】H01S5/20
【公開號】CN105226501
【申請?zhí)枴緾N201510659842
【發(fā)明人】郭坤平, 李煒玲, 魏夢杰, 王桃紅, 陳長博, 魏斌
【申請人】上海大學(xué)
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年10月14日