基于新型共聚物和钙钛矿材料的激光性能研究

摘要

1.本文首先对一种新型有机共轭聚合物F1/4F8BT和其与 PFO共混薄膜的光学特性进行了深入详细的研究。这种新型的黄绿光聚合物材料F1/4F8BT与PFO共混后有着优异的光学增益特性。从实验表征结果来看，在PFO:F8BT共混薄膜中，由于F8BT的自发发射与PFO极化子对的竞争关系，薄膜有着较高的自发发射放大（Amplified Spontaneous Emission，ASE）阈值；而F1/4F8BT与PFO共混薄膜的ASE阈值较F8BT薄膜降低了30%，而且其光学净增益增加了50%。这样我们就研发出一种比市面上商业化销售的黄绿光发光材料发光性能更强，生产方法及成本几乎相同的新型黄绿光发光聚合物，其市场化前景有很大潜力。
　　2.然后本文对当今光伏领域最热门的钙钛矿型材料进行了光学性能的表征，发现其拥有出色的自发发射放大特性，可以通过改变卤族元素调整其发射光谱至黄绿光波段。并通过扫描电子显微镜来观测并研究钙钛矿薄膜器件的表面形貌。
　　3.由于钙钛矿材料优良的半导体特性，我们将其应用到有机无机杂化半导体激光器研制中，并创造性地在分布反馈式（Distributed Feed Back，DFB）激光器结构中引入波导元件，有益于降低激光器的激发阈值。利用专业的光学仿真软件对激光器件结构进行设计，对整个器件光学性能进行模拟仿真，得到了激光输出结果。对于实验室制备钙钛矿电泵浦激光器，建议了器件结构和制备方法，为该领域研究人员继续进行探索提供了参考。
　　本文针对聚合物激光材料设计、钙钛矿材料光增益性能的初步研究，以及激光器件光学参数的仿真模拟，为研究新型更有效的有机和有机/无机杂化激光器件拓展了新的思路。

目录

声明

第一章 绪论

1.1有机激光半导体材料

1.2钙钛矿半导体光增益材料

1.3本论文的研究内容

第二章 激光原理和光学仿真方法

2.1激光

2.2仿真软件及方法

本章小结

第三章 芴基共轭聚合物材料的光学特性研究

3.1芴基共轭聚合物的化学结构

3.2实验方法及薄膜光增益相关的性能分析

3.3实验结果及讨论

本章小结

第四章 钙钛矿材料的光学特性研究

4.1关于钙钛矿材料光学特性的研究

4.2对钙钛矿薄膜表面形貌的测试

本章小结

第五章 对分布反馈式钙钛矿激光器的研究

5.1对分布反馈式激光器结构的设计

5.2分布反馈式钙钛矿激光器的仿真模拟

本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

附录1 程序清单

附录2 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录3 攻读硕士学位期间申请的专利

附录4 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢