[发明专利]一种有机半导体激光产生方法及装置

权利要求书

1.一种有机半导体激光产生方法，其特征在于，所述有机半导体激光产生方法包括：

当有机半导体基态电子接收到电信号后，所述有机半导体基态电子激发到激发态；

调控声子，通过电子与声子的直接耦合达到电荷传输态；

通过电子与声子直接耦合发生单线态裂分，达到亚稳定的多激子中间态，产生粒子数反转；

所述有机半导体基态电子不断从多激子中间态跃迁回基态，控制有机半导体层产生激光。

2.根据权利要求1所述的有机半导体激光产生方法，其特征在于，所述通过电子与声子直接耦合发生单线态裂分，达到亚稳定的多激子中间态，产生粒子数反转具体包括：

体系的哈密顿量为：

H＝H_el+H_ph+H_el-ph；

电子哈密顿量为：H_el＝∑_k|kE_kk|+∑_l≠k|kE_kll|；

声子哈密顿量为：

电声子耦合项为：H_el-ph＝∑_k|kk|∑_j(-c_kjQ_kj)；

其中，E_k为第k个电子态的能量，E_kl为第k个电子态耦合的能量，l表示第l个电子态，(Q_kj，P_kj)为与第k个电子态耦合的第j个声子热浴模在相空间中的点，ω_kj，c_kj分别其对应的频率和耦合常数，N_b是与每个电子态耦合的热浴模的数目；

|k表示第k个电子态的右矢，为希尔伯特空间中的矢量，表示量子力学中的一个态；k|表示第k个电子态的左矢，表示对偶矢量空间中的矢量；l|第l个电子态的左矢。

3.根据权利要求2所述的有机半导体激光产生方法，其特征在于，采用经典映射理论的活化态轨线方法描述电声子耦和动力学，其中，经典映射理论的哈密顿量为：

其中，为第k个态的布局数，H_kk为第k个态的哈密顿量矩阵元，(x_kx_l+p_kp_l)为第k个态与第l个态间的相干耦合项的布局数，H_kl为第k个态与第l个态间的相干耦合项，(x，p)，(Q，P)分别是经典电子及核自由度的坐标及动量，γ为描述有效零点能的参数，γ＝1/2，或者

4.根据权利要求3所述的有机半导体激光产生方法，其特征在于，所述活化态轨线方法的运动方程为：

其中，

B_mk，B_ml，B_lk为其对应的电子系数矩阵，其中H_mk为第m个态与第k个态相耦合的哈密顿量，H_act，P_act,Q_act分别为活化态的哈密顿量、核动量和坐标。

5.根据权利要求4所述的有机半导体激光产生方法，其特征在于，所述活化态由如下窗口函数确定：

其中，

其中，Δn＝2γ为窗口宽度，η(x)为阶梯函数，为电子布局变量，N_k为量子态数，k为态指标。

6.根据权利要求5所述的有机半导体激光产生方法，其特征在于，选取声子谱密度函数为德拜形式：

其中，λ为重组能，ω为频率，ω_c为特征频率。

7.根据权利要求6所述的有机半导体激光产生方法，其特征在于，所述λ＝100meV及ω_c＝180meV。

8.根据权利要求1所述的有机半导体激光产生方法，其特征在于，所述多激子中间态与所述激发态之间的带隙为1.5eV-2.5eV。