激光在光子芯片、激光顯示、車載雷達等領域具有重要作用。有機材料具有分子多樣性、能級豐(feng) 富性、異質相容性、易加工性等優(you) 點，在高性能、多功能激光器構築方麵具有顯著優(you) 勢，有望進一步革新激光技術與(yu) 應用。目前，有機激光器依賴大尺寸脈衝(chong) 泵浦源，不利於(yu) 功能器件集成，限製了有機激光的應用範圍。因此，發展有機連續波激光器具有重要的科學意義(yi) 和應用價(jia) 值，而有機連續波激光材料是這一領域的關(guan) 鍵。 

近年來，中國科學院化學研究所光化學院重點實驗室趙永生課題組致力於(yu) 有機激光材料方麵的研究，在低閾值激光材料設計、高品質微腔合成、準連續波激光器件構築等方麵開展了係統性的研究工作。近日，化學所趙永生課題組和董海雲(yun) 課題組開發出金屬鍵連有機二聚體(ti) 提高有機分子的拉曼增益的策略，基於(yu) 有機微晶受激拉曼散射，實現了連續波激光出射。 

目前，鮮有關(guan) 於(yu) 有機材料在連續波拉曼激光方麵的研究。有機分子的可設計性為(wei) 增強拉曼增益係數進而實現連續波拉曼激光提供了機遇。該研究開發出金屬-有機配位合成有機二聚體(ti) 的策略，誘導有機官能團的寡聚效應和剛性效應，可超線性地提高有機分子在金屬連接體(ti) 附近振動模式的拉曼增益係數，為(wei) 實現有機連續波拉曼激光提供了可能。科研人員選擇具有拉曼活性和孤對電子配位位點的三苯基氧化膦（TPPO）作為(wei) 模型有機化合物，以二價(jia) 金屬鹵化物——氯化鋅（ZnCl₂）作為(wei) 金屬連接體(ti) ，通過金屬-有機配位反應合成有機二聚體(ti) （ZnCl2(TPPO)₂）。科研人員發展了一種熱飽和溶液分子自組裝的方法，製備了高質量有機單體(ti) 和二聚體(ti) 微晶。相比於(yu) 有機單體(ti) 微晶，金屬鍵連有機二聚體(ti) 微晶展現出顯著增強的自發拉曼散射，對應於(yu) 大幅提高的拉曼增益係數。不同於(yu) 有機單體(ti) 微晶，金屬鍵連有機二聚體(ti) 微晶支持低閾值連續波拉曼激光。同時，相比於(yu) 有機單體(ti) 微晶，金屬鍵連有機二聚體(ti) 微晶具有更高的穩定性，可確保連續波拉曼激光器長時間穩定運行。受激拉曼散射作為(wei) 一種三階非線性效應本身支持激光波長調諧。且有機二聚體(ti) 微晶具有大的光學帶隙，展現出非常寬的透明窗口（360~1580nm）。因此，科研人員通過調控激發光波長，在有機二聚體(ti) 微晶中實現了可見-近紅外範圍內(nei) 多個(ge) 波長的激光出射（422、465、562、678、852、1190nm）。金屬鍵連有機二聚體(ti) 策略可顯著提升有機分子拉曼增益係數和有機微晶材料穩定性，為(wei) 探索有機連續波微納激光器提供了新平台。 

相關(guan) 研究成果發表在《德國應用化學》上。研究工作得到國家自然科學基金委員會(hui) 、科學技術部和中國科學院的支持。

化學所有機連續波激光研究取得進展