[发明专利]一种天然双曲超材料Cu2

说明书

本发明公开了一种天然双曲超材料Cu₂Te微米盘随机激光器及其制备方法与应用。该随机激光器以Cu₂Te微米盘为HMM特性的半导体介质材料，并以GaTe作为增益介质，为随机激光器提供高增益，提高了随机激光谐振器的稳定形成和随机激光的散射，使该随机激光器可获得稳定的较高Q值和低阈值的随机激光。本发明的制备方法采用化学气相沉积方式制备Cu₂Te微米盘，以及磁控溅射或者化学气相沉积的方式沉积GaTe增益介质，实现天然双曲超材料Cu₂Te微米盘随机激光器的高效制作，且良品率高。本发明的随机激光器可获得稳定的较高Q值和低阈值的随机激光，可用于包括LED发光模组以及激光成像显示光电器件中，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及随机激光技术领域，具体涉及一种天然双曲超材料Cu₂Te微米盘随机激光器及其制备方法与应用。

背景技术

作为新型的激光器，随机激光器的谐振器是随机的，或者说不具有谐振腔，其利用随机增益介质对光波进行多重散射形成激光，从而具有特殊的发光机理和发光特性。目前的随机激光器，主要是金属-介电材料的周期性结构，可获得较高Q值和低阈值的随机激光。

然而，基于金属-介电材料的周期性结构的双曲超材料(hyperbolicmetamaterial，HMM)尽管可以获取较高Q值和低阈值的随机激光，却由于金属的能量损耗，介电材料的光子自发射跃迁寿命低而对随机激光器的增益低，使随机激光器不可避免的出现随机激光的阈值高和功率低问题。

发明内容

为解决现有的随机激光器存在的由于金属能量损耗而致使随机激光的阀值高和功率低的问题，本发明提供了一种天然双曲超材料Cu₂Te微米盘随机激光器。该随机激光器以Cu₂Te微米盘作为天然具有HMM特性的半导体介质材，以GaTe薄膜作为增益材料，使随机激光器可获得稳定的较高Q值和低阈值的随机激光。

本发明的目的还在于提供制备上述所述的天然双曲超材料Cu₂Te微米盘随机激光器的方法。

本发明的另外一个目的还提供了上述所述的天然双曲超材料Cu₂Te微米盘随机激光器的应用。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

一种天然双曲超材料Cu₂Te微米盘随机激光器，包括基底、Cu₂Te微米盘和增益介质，所述基底、Cu₂Te微米盘和增益介质由下至上依次设置；

所述Cu₂Te微米盘为天然双曲Cu₂Te微米盘；所述增益介质为GaTe薄膜。

在优选的实施例中，所述基底为蓝宝石基底。

在优选的实施例中，所述Cu₂Te微米盘的厚度为100～1000nm。

在一个优选的实施例中，所述Cu₂Te微米盘的尺寸为5000～10000nm。

在优选的实施例中，所述增益介质的厚度为100～500nm。

在优选的实施例中，上述任一项所述的天然双曲超材料Cu₂Te微米盘随机激光器，所述基底、Cu₂Te微米盘和增益介质的整体结构上覆盖具有柔性封装保护层。

在更优选的实施例中，所述柔性封装保护层的材质为环氧树脂、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、硅胶、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氨酯(PU)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)中的一种以上。

在更优选的实施例中，所述柔性封装保护层的厚度为1～10μm。