科学家开发出超稳定高效率量子点液体激光器

 

近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员吴凯丰团队在胶体量子点激光研究中取得新进展。团队采用胶体量子点溶液作为增益介质，通过法布里-珀罗谐振腔耦合及双脉冲泵浦设计，开发出连续稳定工作10天以上、能量转化效率大于17%的量子点液体激光器。相关成果分别发表在《科学进展》和《美国化学会·纳米》上。

量子点液体激光器。大连化物所供图

激光器的热管理能力是决定其最大输出功率的关键因素。与固体激光器相比，液体激光器可以通过循环散热，具有优异的功率放大优势。量子点是一种在溶液相合成的纳米晶体，其发光波长可通过元素组成和尺寸进行连续可调，具备成为理想液体激光增益介质的基本条件。然而，过去二十余年的量子点激光的研究主要集中在固体薄膜状态，希望通过提高量子点的堆积密度来克服多激子非辐射俄歇复合导致的增益寿命淬灭问题。此外，现有研究多局限于低激发功率下的光谱的压窄和强度的突变表征，鲜有关于输出功率和能量转化效率的报道，其实际应用前景并不清晰。

本研究中，团队以铅卤钙钛矿量子点材料作为研究对象。针对钙钛矿材料热稳定性欠佳，其固态器件因无法进行有效热管理而导致快速的热衰退，降低钙钛矿激光器连续运行时间的问题，团队开发了基于CsPbBr