【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室研究團(tuán)隊與國科大杭州高等研究院和華中科技大學(xué)合作，在熱蒸發(fā)鈣鈦礦薄膜隨機激光無散斑成像研究方面取得進(jìn)展，相關(guān)成果以“Thermally Evaporated MAPbBr3 Perovskite Random Laser with Improved Speckle-Free Laser Imaging”為題發(fā)表于ACS Photonics。
 

　　鈣鈦礦材料具有優(yōu)異的光增益性能，在激光應(yīng)用領(lǐng)域里極具發(fā)展前景。熱蒸發(fā)沉積作為一種被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)的鍍膜技術(shù)，是實現(xiàn)鈣鈦礦器件商業(yè)化大規(guī)模制造的技術(shù)趨勢之一。然而，熱蒸發(fā)過程中，鈣鈦礦材料快速且不可控的結(jié)晶導(dǎo)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(fā)過程中引入TPPO添加劑，提升了鈣鈦礦薄膜的發(fā)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(xiàn)了結(jié)晶速度減緩和缺陷鈍化，最終制備的鈣鈦礦薄膜具有增強的光致發(fā)光和近5倍的光增益系數(shù)提升。功率依賴光致發(fā)光光譜證實了薄膜缺陷的降低，瞬態(tài)吸收光譜結(jié)果表明增強的發(fā)光性能起源于雙分子復(fù)合過程的增強?；谶@些優(yōu)異的發(fā)光特性，研究人員探索了熱蒸發(fā)鈣鈦礦薄膜的隨機激光性能，發(fā)現(xiàn)引入TPPO后的薄膜隨機激光閾值明顯小于原始薄膜。同時，研究人員首次將熱蒸發(fā)鈣鈦礦薄膜應(yīng)用于激光無散斑成像，當(dāng)使用鈍化后的薄膜產(chǎn)生的隨機激光作為照明光源時，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(yōu)異的成像性能。
 

　　本研究將為鈣鈦礦材料和器件的規(guī)模化生產(chǎn)提供新思路，并有助于熱蒸發(fā)鈣鈦礦薄膜在自發(fā)輻射放大和激光成像應(yīng)用中的發(fā)展。
 

　　該研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、上海市科技創(chuàng)新行動計劃項目的資助和支持。
 

圖2 鈣鈦礦薄膜隨機激光的無散斑成像