[发明专利]有机薄膜光增益性能测试装置

说明书

技术领域

本发明属于有机、聚合物发光性能测试仪器设计技术领域，是特别设计的有机、聚合物薄膜激光材料和器件的光增益性能测试光路设计。 

背景技术

聚合物半导体发光器件具有制作工艺简单、可大面积加工、并可以用ink-jet技术制作在可弯曲的柔性基片上。而且，有机发光材料的发射光谱范围宽，在400-700纳米的可见光范围内的有机光泵浦激光器均有报道，而用(poly(methylmethacrylate), (PMMA)制作的塑料光纤，其低损耗窗口恰在520-580纳米和650纳米波段。因此，开发低制作成本、高效、高稳定性有机半导体激光器件，作为新一代光通讯光源，已成为信息通讯领域主要研究目标之一。

有机半导体在光电子器件领域的一个重要挑战就是开发电泵浦有机半导体受激发射器件。材料光增益性能、光泵浦条件下有机激光器件性能的实验测试是研究探索电泵浦有机激光的关键步骤。为设计开发一系列优异稳定性、高荧光量子产率的有机发光半导体；筛选出具有优异耐热性能、低泵浦阈值的激光增益半导体材料体系；深入探讨不同材料化学组成、分子结构及器件结构与有机发光半导体的光吸收损失、激光增益、激光泵浦性能之间的相互作用机制和影响规律，需要对材料的自发辐射放大性能、光增益波长范围、增益系数、损耗系数、光泵浦条件下各种结构有机激光器件的激光阈值、出光波长、量子效率进行全面的实验测试与表征。

在过去的10多年里有机半导体激光器受到了广泛的关注和研究，有机半导体激光材料已有了长足的发展，目前为止已经有许多化合物被证明拥有光增益的特点，包括芴基的聚合物，聚对苯撑乙烯和聚对苯撑乙炔，寡聚噻吩，星树形大分子以及各种各样的小分子化合物。这些光增益材料的特点是吸收光谱和发射光谱都相对较宽，激光光谱几乎覆盖了近紫外、可见及近红外的整个波段，不同材料的激光性能、光增益稳定性等也是千差万别，要在同一个实验装置上对多种材料的光增益性能实现全面表征，增加了光路设计的难度。光路设计上要力求测量时光路调节简单方便，只需变换少数光学元件，且不改变系统的共轴性，就能对不同性能参数进行测量。同时还要克服泵浦光源不稳定、各个光学平面对入射光反射形成的多个光斑同时到达样品、入射光二级谱等因素对光谱测量的影响及产生的误差。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种有机薄膜光增益性能测试装置, 利用此光路可以准确测量薄膜的自发辐射放大性能，光谱变化、光增益系数，损耗系数， 偏振光谱变化、激光阈值、斜率效率、激光光谱等多种有机激光薄膜的性能。本光路设计力求解决同类测量中普遍存在的泵浦光源不稳定造成的测量误差；各个光学反射面对入射光多次反射后在样品上形成多个光斑；改变入射光偏振方向时造成光强损耗50%；在测量不同光学性能时要重新搭建光路、进行复杂耗时的准直调节等多项技术问题。