Cr2+:ZnSe中红外增益薄膜的生长及发光特性研究

基本信息
批准号:61905169
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:张弘
学科分类:
依托单位:四川大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
TM2+:IIVICr2+:ZnSe增益薄膜波导激光器中远红外激光
结项摘要

Mid-infrared micro/nano scale laser, which has attracted considerable attention in the field of laser, plays a critical role in the areas of science, economy and national defense. Thinning the Cr2+:ZnSe bulk laser materials into film is a significant way to realize 2~3 μm mid-infrared micro/nano scale laser. At present, the research about this film is still in the initial innovation stage, and has a certain academic and practical value. This project is aimed at studding the growth and luminescence properties of the Cr2+:ZnSe gain films. Electron beam evaporation will be adopted to grow the film, and the growth mechanism will be studied by molecular dynamics simulation, which will help to achieve controlled growth. In addition, an optical test platform will be developed to study the inherent relationship between the material properties and the luminescence characteristics of this film. Based on the experimental and first-principles simulation results, the crucial factors affecting the luminescent performance of the films will be analyzed,which is beneficial for enhancing photoluminescence of the films. Furthermore, a laser prototype device with the gain film will be built and the output characteristics will be lucubrated. The research of this project will provide theoretical and technical support for the realization of 2~3 μm mid-infrared micro/nano lasers.

中红外微纳激光器在前沿科学研究、国民经济和国家安全等方面具有重要应用,是当前激光领域中的重要研究方向之一。将Cr2+:ZnSe激光材料薄膜化是实现2~3μm中红外微纳激光器的重要新途径。目前,Cr2+:ZnSe增益薄膜的研究还处于初始创新阶段,基于该增益薄膜的研究具有一定学术价值和应用价值。本项目针对高性能Cr2+:ZnSe增益薄膜的生长及发光特性展开研究,采用电子束蒸镀制备Cr2+:ZnSe增益薄膜,并结合分子动力学模拟手段研究其生长机理,实现Cr2+:ZnSe增益薄膜的可控生长;建立光学特性测试平台,研究薄膜参数与其发光特性的内在联系,并结合第一性原理仿真,分析影响薄膜发光特性的因素,优化薄膜的生长参数,提高其发光效率;搭建基于Cr2+:ZnSe增益薄膜的激光原型装置,深入研究薄膜材料的中红外激光输出特性。本项目的研究可为2~3 μm中红外微纳激光器的实现提供一定的理论和技术支持。

项目摘要

中红外微纳激光器在前沿科学研究、国民经济和国家安全等方面具有重要应用,是当前激光领域中的重要研究方向之一。将Cr2+:ZnSe激光材料薄膜化有助于研制2~3 μm中红外微纳激光器。本项围绕 Cr2+:ZnSe薄膜制备、性能改善的相关基础科学与技术问题展开研究:利用真空电子束蒸镀的方式制备了~18.5 μm 厚的Cr2+:ZnSe薄膜;采用化学机械抛光法,制备了~182 μm厚的Cr2+:ZnSe薄膜;分析研究了薄膜材料的生长过程,优化了薄膜制备工艺;深入研究了Cr2+:ZnSe的发光特性,在~2.35 μm处实现了激射;研制了Cr2+:ZnSe薄膜可饱和器件,并获得了稳定的全光纤调Q、锁模脉冲激光输出。项目研究成果可为2~3 μm中红外微纳激光器及1.5~2.1 μm波段被动调制激光器的实现提供一定的理论和技术支持。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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