纳米能源所利用压电极化效应实现ZnO回音壁激光模式动态调控

本文摘要:半导体激光器是成熟期较早于、进展较慢的一类激光器,它利用半导体晶体的解理面构成的反射镜面作为谐振腔,使光波动、对系统、产生光的电磁辐射缩放,输入激光,具备波长范围长、制作非常简单、成本低、体积小、轻巧、寿命长等优点,因此,品种发展慢,应用于范围广,已多达300种。与传统激光器比起,设计和建构模式可回声激光器作为其中尤为最重要的研究任务之一,也是扩展激光器应用于范围的有效途径。

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半导体激光器是成熟期较早于、进展较慢的一类激光器,它利用半导体晶体的解理面构成的反射镜面作为谐振腔,使光波动、对系统、产生光的电磁辐射缩放,输入激光,具备波长范围长、制作非常简单、成本低、体积小、轻巧、寿命长等优点,因此,品种发展慢,应用于范围广,已多达300种。与传统激光器比起,设计和建构模式可回声激光器作为其中尤为最重要的研究任务之一,也是扩展激光器应用于范围的有效途径。目前,研发人员通过半导体能带工程、材料本身的自吸取效应、等离激元参予下的Burstein-Moss(BM)效应等技术手段,对激光模式结构展开调控。然而,这些调制的方法并不具备可逆性,而构建动态、可持续激光模式结构的调控仍缺少有效地的研究方案。

日前,中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林、潘曹峰及卢俊峰有机地融合了ZnO光学微腔自身压电特性及其激光模式,通过外部机械突发事件产生的ZnO谐振腔晶体内部的离子极化,转变折射率,构建相干性激光的动态调控。ZnO能带隙和激子束缚能较小,透明度低,有出色的常温闪烁性能。

在室温下,激子可以在ZnO中平稳地不存在,是构建室温或者更高温度下的紫外自发性与受激电磁辐射的理想材料,在取得低域数值、高品质因子的紫外激光上反映出有十分引人注目的本征物理优势。此外,非中心对称的纤锌矿结构ZnO微纳米材料还不具备类似的压电性能,当材料受到另加形变时,晶体内部的离子极化引发介质介电常数的变化,从而对材料折射率展开有效地调控。据理解,研究人员系统分析了突发事件对ZnO折射率的影响,创建了突发事件与模式移动的对应关系,取得了超强精确度的形变传感,相比较压阻效应引发的能带移动所造成的自发辐射序的移动,其光谱辨别能力提高了一个数量级。

该研究成果为动态调控相干性光源获取了一种行之有效的方法,也为发展一种基于颜色辨别的形变传感元器件获取了一个新的思路。


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