近期，中國科學院上海光學精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室研究團隊與(yu) 國科大杭州高等研究院和華中科技大學合作，在熱蒸發鈣鈦礦薄膜隨機激光無散斑成像研究方麵取得進展，相關(guan) 成果以“Thermally Evaporated MAPbBr3 Perovskite Random Laser with Improved Speckle－Free Laser Imaging”為(wei) 題發表於(yu) ACS Photonics。
鈣鈦礦材料具有優(you) 異的光增益性能，在激光應用領域裏極具發展前景。熱蒸發沉積作為(wei) 一種被廣泛應用於(yu) 半導體(ti) 工業(ye) 的鍍膜技術，是實現鈣鈦礦器件商業(ye) 化大規模製造的技術趨勢之一。然而，熱蒸發過程中，鈣鈦礦材料快速且不可控的結晶導致鈣鈦礦薄膜有較多缺陷，大大影響了鈣鈦礦薄膜的激光性能。 圖1 通過在熱蒸發過程中引入TPPO添加劑，提升了鈣鈦礦薄膜的發光性能 針對上述問題，研究人員提出通過引入多功能路易斯堿添加劑三苯基氧化膦（TPPO），實現了結晶速度減緩和缺陷鈍化，最終製備的鈣鈦礦薄膜具有增強的光致發光和近5倍的光增益係數提升。功率依賴光致發光光譜證實了薄膜缺陷的降低，瞬態吸收光譜結果表明增強的發光性能起源於(yu) 雙分子複合過程的增強。基於(yu) 這些優(you) 異的發光特性，研究人員探索了熱蒸發鈣鈦礦薄膜的隨機激光性能，發現引入TPPO後的薄膜隨機激光閾值明顯小於(yu) 原始薄膜。同時，研究人員首次將熱蒸發鈣鈦礦薄膜應用於(yu) 激光無散斑成像，當使用鈍化後的薄膜產(chan) 生的隨機激光作為(wei) 照明光源時，所成的像具有更低的散斑對比度（0．046）和更高的對比度噪聲比（8．218），具有優(you) 異的成像性能。 本研究將為(wei) 鈣鈦礦材料和器件的規模化生產(chan) 提供新思路，並有助於(yu) 熱蒸發鈣鈦礦薄膜在自發輻射放大和激光成像應用中的發展。 圖2 鈣鈦礦薄膜隨機激光的無散斑成像
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