基于金纳米粒子增强有机-无机杂化钙钛矿放大自发辐射

有机-无机杂化钙钛矿作为激光的增益介质时,存在室温时纳秒脉冲或连续激光作用下的光泵浦器件不稳定、难以实现电泵浦激光等问题.通过将金纳米粒子水溶液和PEDOT∶PSS溶液共混的方法,将20nm尺寸的金纳米粒子掺杂至光泵浦平面波导器件的界面层PEDOT∶PSS中,掺杂了金纳米粒子的平面波导器件(以CH_3NH_3PbBr_3为增益介质)的放大自发辐射绝对强度相对于没掺杂金纳米粒子的器件提升了5.5倍.实验结果表明,金纳米粒子的引入,一方面提升了CH3NH3PbBr3薄膜的吸收,增加了粒子反转数目,另一方面加快了激发态激子的辐射跃迁速率.仿真分析表明,金纳米粒子的近场和远场复合表面等离激元可有效耦合增益介质光吸收/发射主区域,从而提高了平面波导器件的放大自发辐射性能.研究结果可为高效泵浦激光的实现提供参考.

中国光学十大进展:亚50 ns超快稀土掺杂上转换发光

稀土离子掺杂纳米颗粒具有稳定、窄带、多色的发光特性,相比量子点和染料分子,更不容易受到串扰、光闪烁、光漂白等效应的影响,因此受到广泛关注。然而,稀土离子的长荧光寿命(微秒至毫秒级)、低量子产率、弱荧光强度以及非定向发射等,限制了其在时间依赖纳米光子器件中的应用。等离激元纳腔耦合了光场和电子激发,有利于显著压缩荧光寿命、提高量子产率、增强上转换发光效率,并有效调控其发射方向。本文综述了纳腔调控稀土离子发光的有效途径及其相关研究进展,着重介绍了纳腔调控稀土离子产生亚50 ns超快上转换发光的工作,并对其在单光子源、量子通信和纳米激光器等方面的应用进行了展望。