低阈值双光子有机上转换激光器：创新熔融工艺

"低阈值熔融处理的双光子有机表面发射上转换激光器" 本文介绍了一种创新的双光子泵浦上转换激光器设计，该设计具有低阈值和波长可调谐特性。激光器的核心是采用1,4-双[2-[4-[N,N-二（对甲苯基）氨基]苯基]乙烯基]苯（DADSB）作为活性介质，这是一种有机半导体材料，通过简单的熔融工艺加工。这种熔融处理方法使得激光器结构紧凑，易于制造。 激光器的关键组件是两个分布式布拉格反射器（DBRs），它们用于增强光反馈并提高激光性能。当使用800纳米波长、150飞秒脉宽的Ti:蓝宝石放大器进行泵浦时，激光器表现出极低的阈值，仅为150微焦耳每平方厘米脉冲（-1），这被认为是两光子激光器中的一个极低值。这种低阈值意味着需要较少的能量输入即可启动激光振荡，提高了能效。 实验中观察到了从多模振荡到单模振荡的转换，表明激光器具有良好的模式控制能力。在514纳米至523纳米的波长范围内，实现了可调谐的单模振荡，光谱宽度小于0.2纳米，这意味着输出光束具有高纯度和窄线宽，这对于许多应用至关重要，如精密光学测量、生物成像和光通信。 熔融处理技术的简单性和高效性使得这种激光器具有潜在的工业化应用前景。此外，由于有机半导体材料的使用，这种激光器有可能实现柔性或可穿戴设备的形式，进一步扩展其在物联网、生物医学和光电子学等领域的应用。 双光子吸收过程是这种激光器工作的基础，它允许在同一时间内吸收两个光子，从而在低能量泵浦条件下激发高能态。这种现象对于开发微型化、低功耗的光学器件具有重要意义。同时，分布式布拉格反射器的设计和优化对于维持激光器的稳定运行和改善光束质量起着关键作用。 这项研究展示了有机半导体在上转换激光器中的潜力，以及熔融处理技术在简化制造流程和提升性能方面的优势。未来的研究可能会探索更广泛的有机半导体材料和结构，以进一步优化激光器的性能，包括阈值、稳定性、调谐范围和输出功率。