[发明专利]具有三阳离子钙钛矿的激光器

说明书

本公开提供了一种具有三阳离子钙钛矿的激光器，包括激光增益介质与谐振腔，其中激光增益介质包括受激励源激励的有源层、以及用于沉积有源层的基底层，有源层的制备方法包括：将前驱液旋涂到基底层上并且在旋涂过程中向前驱液中添加反溶剂以获得固态薄膜，对固态薄膜进行退火以获得有源层，其中，前驱液包括三阳离子钙钛矿ABX₃，其中A包括甲脒阳离子、甲胺阳离子和铯阳离子，B为金属离子，X为卤素离子。在本公开中，激光器中的有源层包括三阳离子钙钛矿，三阳离子钙钛矿中的有机阳离子能够通过抑制破坏性卤素的迁移来改善有源层的稳定性。由此，能够制得稳定性好的三阳离子钙钛矿激光器组件。

技术领域

本公开属于激光器领域，具体涉及一种具有三阳离子钙钛矿的激光器。

背景技术

激光器是一种由激光增益介质、泵浦源和谐振腔组成的强相干光源。其中，激光增益介质通常具有亚稳能级使受激辐射占主导地位，以实现光放大；谐振腔可使腔内的光子有一致的频率、相位和运行方向，从而使激光具有良好的方向性和相干性。激光器按工作介质可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器四大类。

一般情况下，半导体激光器通过分布反馈激光器在其内部建立一个布格拉光栅，靠光栅的反馈来实现纵模选择。而在分布反馈激光器中，以有机无机杂化钙钛矿作为增益介质(也可称为激光增益介质薄膜)的激光器通常具有优良的性能，不仅制备工艺简单，而且禁带宽度可调，支持从可见光到近红外光谱区域的可调谐激光，同时具有高且平衡的载流子迁移率，有望实现电泵浦激光器。如上所述，虽然有机无机杂化钙钛矿通常具有优异的激光性能，但其稳定性较差，有机无机杂化钙钛矿中的金属卤化物钙钛矿在面对潮湿，氧气，光照以及加热情况下，其稳定性通常会大大降低，从而可能影响到激光器的性能。

因此，需要一种稳定性好的钙钛矿激光器。

发明内容

本公开有鉴于上述现有技术的状况而完成，其目的在于提供一种稳定性好的具有三阳离子钙钛矿的激光器。

为此，本公开提供了一种具有三阳离子钙钛矿的激光器，所述激光器包括激光增益介质与谐振腔，其中所述激光增益介质包括受激励源激励的有源层、以及用于沉积所述有源层的基底层，所述有源层的制备方法包括：将前驱液旋涂到所述基底层上并且在旋涂过程中向所述前驱液中添加反溶剂以获得固态薄膜，对所述固态薄膜进行退火以获得所述有源层，其中，所述前驱液包括三阳离子钙钛矿ABX₃，其中A包括甲脒阳离子、甲胺阳离子和铯阳离子，B为金属离子，X为卤素离子。

在本公开中，有源层在激励源的作用下产生受激辐射，并产生多种频率的发射光，基底层能够用于对预设频率的发射光进行光放大以产生激光，其中，有源层包括三阳离子钙钛矿，三阳离子钙钛矿中的有机阳离子能够通过抑制破坏性卤素的迁移来改善有源层的稳定性。由此，能够制得稳定性好的三阳离子钙钛矿激光器组件。

另外，在本公开所涉及的激光器中，可选地，所述反溶剂为乙酸乙酯。在这种情况下，通过使用绿色无污染的反溶剂能够加快有源层的结晶速度，形成致密且表面平整的固态薄膜。

另外，在本公开所涉及的激光器中，可选地，所述基底层为光栅。在这种情况下，能够对有源层中预设频率的发射光进行光放大以产生激光。

另外，在本公开所涉及的激光器中，可选地，所述三阳离子钙钛矿的化学式为Cs_x(FA_0.83MA_0.17)_1-xPbI₃，其中Cs为铯阳离子，MA为甲胺阳离子，FA为甲脒阳离子。这种情况下，能够提高有源层的稳定性进而提高激光器组件的稳定性。

另外，在本公开所涉及的激光器中，可选地，所述三阳离子钙钛矿的化学式为Cs_0.2(FA_0.83MA_0.17)_0.8PbI₃，其中Cs为铯阳离子，MA为甲胺阳离子，FA为甲脒阳离子。