阳极氧化铝光子晶体光子禁带受激辐射研究

摘要

近年来，光子晶体激光由于其新奇特性而受到了广泛关注。利用电子束光刻等方法制备出1D和2D光子晶体结构对有机染料的受激辐射发光特性调控已有较多报道。但基于三维纳米孔结构的光子晶体结构的研究则由于三维纳米孔阵列的制备十分困难，因此很少被报道。
　　本论文研究了以扫描式阳极氧化法、化学刻蚀和PS球掩模板法制备了光子禁带在可见光波段的一维和三维的光子晶体结构，并开展该纳米孔阵列结构基片的光子特性对负载其中的激光染料分子受激辐射发光特性的研究。希望通过上述研究，阐明一维和三维纳米多孔阵列光子结构的参数对激光染料分子受激辐射发光特性的调控机理，降低染料分子受激辐射的阈值，从而有助于在新型高性能光子晶体激光器的制备方面取得突破。利用扫描电镜、紫外可见分光光度计、荧光光谱仪等测试仪器研究了所制得样品的表面和截面的形貌特征，对入射光的透过及通过泵浦光激发产生出激射峰等性能，得到的结论如下：
　　（1）利用扫描式阳极氧化法和化学刻蚀法制备的一维多孔阳极氧化铝光子晶体结构，其光子晶体的禁带可以通过控制周期性氧化的时间和化学刻蚀的时间来粗调和微调光子晶体禁带的位置。
　　（2）在样品两个面上喷镀上一定厚度的金属纳米层，使传统激光器的优点和现代光子晶体的特性结合起来，能够使得我们所制备出的光子晶体激光器在更低的能量泵浦下产生出激光。
　　（3）我们通过改变多孔阳极氧化铝光子晶体光子禁带的位置，发现制备出的激光器在泵浦光下产生的激射峰也在随着光子禁带移动，并且激射峰的位置正好对应于光子晶体光子禁带的边缘。
　　（4）利用扫描式阳极氧化法、化学刻蚀和 PS球掩模板法等制备出了三维的多孔阳极氧化铝光子晶体，通过加载有机染料和喷镀金属纳米层制备出了三维的光子晶体纳米结构，这种结构在泵浦光的作用下，能够利用三维光子禁带产生出激光，来自垂直于样品的一维禁带和平行于样品表面的二维光子禁带。当这两种光子禁带有重叠时，荧光发射谱图上会出现一个激射峰。

目录

声明

引言

1绪论

1.1多孔阳极氧化铝

1.2光子晶体概述

1.3激光器

1.4光子晶体激光器

1.5本论文研究的内容及意义

2实验方法及测试手段

2.1引言

2.2实验材料和试剂

2.3实验流程

2.4仪器和设备

3一维多孔阳极氧化铝光子晶体光子禁带受激辐射研究

3.1引言

3.2实验部分

3.3结果与讨论

3.4本章小节

4 三维多孔阳极氧化铝光子晶体光子禁带受激辐射研究

4.1引言

4.2实验部分

4.3结果与讨论

4.4本章小结

5总结

参考文献

在学研究成果

致谢