聚合物稳定液晶激光器及其制备方法和设备技术

本发明专利技术公开了聚合物稳定液晶激光器及其制备方法和设备。该聚合物稳定液晶激光器包括激光器主体，激光器主体包括：第一透光导电层；第二透光导电层，与第一透光导电层相对设置；谐振腔单元，谐振腔单元位于第一透光导电层和第二透光导电层之间，谐振腔单元内填充有钙钛矿量子点聚合物稳定液晶。根据本发明专利技术实施例的聚合物稳定液晶激光器，至少具有如下有益效果：聚合物稳定液晶中的钙钛矿量子点具有较高的荧光量子产率，可以达到50～100％。极高的荧光量子产率使其更容易产生ASE，相应地更容易产生激光出射，也就进一步导致了更高的发射强度以及更低的激光阈值。度以及更低的激光阈值。度以及更低的激光阈值。

【技术实现步骤摘要】
聚合物稳定液晶激光器及其制备方法和设备


[0001]本专利技术涉及激光器
，特别是涉及聚合物稳定液晶激光器及其制备方法和设备。

技术介绍

[0002]激光器通常由泵浦源、谐振腔和增益介质三部分组成。增益介质一般为发光染料或者半导体发光材料，泵浦源作为外部能量源，让增益介质产生粒子数反转，而谐振腔选择频率波长一定的光进行增益放大，当产生的光的增益大于损耗的阈值，激光器即可产生激光出射。目前最常用的激光器是半导体激光器，但半导体激光器温度特性差、容易产生噪声而且输出光发散，在一些场合并不适合运用。与之相对，聚合物稳定液晶激光器有着稳定性高、调谐范围大等优点，可以解决半导体激光器存在的一些缺点。然而，聚合物稳定液晶激光器的增益介质通常为发光染料如DCM和PM597，但普通发光染料会使得聚合物稳定液晶激光器的激光阈值高而发射强度低。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种激光阈值低、发射强度高的聚合物稳定液晶激光器及其制备方法。
[0004]根据本专利技术的第一方面实施例的聚合物稳定液晶激光器，该聚合物稳定液晶激光器包括激光器主体，激光器主体包括：
[0005]第一透光导电层；
[0006]第二透光导电层，与第一透光导电层相对平行设置；
[0007]谐振腔单元，谐振腔单元位于第一透光导电层和第二透光导电层之间，谐振腔单元内填充有钙钛矿量子点聚合物稳定液晶。
[0008]根据本专利技术实施例的聚合物稳定液晶激光器，至少具有如下有益效果：
[0009]当本专利技术实施例的聚合物稳定液晶激光器中掺杂的钙钛矿量子点因泵浦源激发的放大自发辐射(ASE)的光波长刚好与聚合物稳定液晶的反射波段有重叠时，放大自发辐射产生的光就会被聚合物稳定液晶不断反射，反射光进一步激发钙钛矿量子点产生受激辐射，进而不断实现光增益，当产生的光增益大于光在传播途中因反射与折射造成的损耗，即可实现激光出射。钙钛矿量子点聚合物稳定液晶中掺杂的钙钛矿量子点具有较高的荧光量子产率，可以达到50～100％。极高的荧光量子产率使其更容易产生ASE，相应地更容易产生激光出射，也就进一步导致了更高的发射强度以及更低的激光阈值。
[0010]根据本专利技术的一些实施例，钙钛矿量子点聚合物稳定液晶为CsPbX3钙钛矿量子点聚合物稳定液晶(全无机钙钛矿量子点聚合物稳定液晶)，其中，X为Cl、Cl
m
Br3‑
m
、Br、Br
m
I3‑
m
、I中的至少一种，0<m<3。钙钛矿量子点作为一种高性能发光材料，作为其中代表的CsPbX3量子点荧光量子产率高，利用这类钙钛矿量子点聚合物稳定液晶后，产生ASE的阈值极低，同时发光半高宽度窄，可以达到20nm以下，线性好。
[0011]根据本专利技术的一些实施例，钙钛矿量子点聚合物稳定液晶中有至少两种钙钛矿量子点，不同的钙钛矿量子点具有不同的发光波段。由于聚合物稳定液晶的螺距可调性，在通过两侧的第一透光导电层和第二透光导电层对聚合物稳定液晶施加电压/或改变两侧电压后，聚合物稳定液晶中游离的杂质阳离子会带动聚合物网络运动，进而带动胆甾相液晶的螺旋结构发生形变，形成螺距梯度或螺距梯度发生改变，光子禁带因此改变，从而使发光波段不同的钙钛矿量子点可以随着光子禁带的改变分别实现激光出射，使激光器实现变色效果。例如，可以包括发光波段为蓝光的CsPbCl3、发光波段为绿光的CsPbBr3以及发光波段为红光的CsPbI3等。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，钙钛矿量子点聚合物稳定液晶中的聚合物稳定液晶主要由负性液晶、手性掺杂剂、液晶单体和光引发剂的原料混合而成。由负性液晶和手性掺杂剂形成具有手性的胆甾相液晶，光引发剂在紫外光或可见光照射下引发液晶单体聚合形成聚合物网络，从而形成聚合物稳定液晶。
[0013]根据本专利技术的一些实施例，钙钛矿量子点聚合物稳定液晶主要由1～3质量份的钙钛矿量子点、0.01～5质量份的手性掺杂剂、80～90质量份的负性液晶、1～5质量份的液晶单体和0.01～1质量份的光引发剂的原料混合而成。
[0014]根据本专利技术的一些实施例，谐振腔单元的厚度为5～30μm。
[0015]根据本专利技术的一些实施例，激光器主体的厚度为1.4～2.2cm。
[0016]根据本专利技术的一些实施例，第一透光导电层在靠近谐振腔单元的一侧设有第一平行取向层，第二透光导电层在靠近谐振腔单元的一侧设有第二平行取向层。第一平行取向层和第二平行取向层的取向方向相同。利用第一平行取向层和第二平行取向层使谐振腔单元内的聚合物稳定液晶按照特定的方向取向。
[0017]根据本专利技术的一些实施例，激光器主体还包括间隔模块，间隔模块分别与第一透光导电层和第二透光导电层抵持而形成容置空间，容置空间用于容置谐振腔单元。
[0018]根据本专利技术的一些实施例，间隔模块主要由厚度控制胶组合物制成，厚度控制胶组合物包括间隔子和紫外固化胶，最终形成间隔子和包覆在间隔子表面的固化胶层。
[0019]根据本专利技术的一些实施例，厚度控制胶组合物包括0.5～2质量份的间隔子和95～100质量份的紫外固化胶。
[0020]根据本专利技术的一些实施例，还包括泵浦源，泵浦源用于向激光器主体提供泵浦能量。
[0021]根据本专利技术的第二方面实施例的聚合物稳定液晶激光器的制备方法，包括以下步骤：
[0022]步骤一：取第一透光导电层和第二透光导电层相对平行设置，制成液晶盒；
[0023]步骤二：在液晶盒中填入钙钛矿量子点聚合物稳定液晶，形成谐振腔单元；
[0024]步骤三：紫外光固化液晶盒后，形成聚合物稳定液晶激光器。
[0025]根据本专利技术实施例的聚合物稳定液晶激光器的制备方法，至少具有如下有益效果：
[0026]通过本专利技术实施例所提供的制备方法制得的聚合物稳定液晶激光器中，钙钛矿量子点聚合物稳定液晶中的钙钛矿量子点具有较高的荧光量子产率，可以达到50～100％。极高的荧光量子产率使其更容易产生ASE，相应地更容易产生激光出射，也就进一步导致了该
激光器具有更高的发射强度以及更低的激光阈值。
[0027]根据本专利技术的一些实施例，步骤二中，钙钛矿量子点聚合物稳定液晶的制备方法如下：
[0028]将负性液晶、手性掺杂剂、液晶单体与光引发剂共混搅拌，得到聚合物稳定液晶；
[0029]将钙钛矿量子点与聚合物稳定液晶混合，超声分散10～60min后，机械搅拌1～3h，得到钙钛矿量子点聚合物稳定液晶。
[0030]根据本专利技术的第三方面实施例的设备，包括上述的聚合物稳定液晶激光器。该设备可以是光子集成、光纤通信、生物检测和光学传感领域的使用上述激光器的设备，例如一种光学设备，采用上述的聚合物稳定液晶激光器作为光源使用。
[0031]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.聚合物稳定液晶激光器，其特征在于，包括激光器主体，所述激光器主体包括：第一透光导电层；第二透光导电层，与所述第一透光导电层相对设置；谐振腔单元，所述谐振腔单元位于所述第一透光导电层和所述第二透光导电层之间，所述谐振腔单元内填充有钙钛矿量子点聚合物稳定液晶。2.根据权利要求1所述的聚合物稳定液晶激光器，其特征在于，所述钙钛矿量子点聚合物稳定液晶为CsPbX3钙钛矿量子点聚合物稳定液晶，其中，X为Cl、Cl
m
Br3‑
m
、Br、Br
m
I3‑
m
、I中的至少一种，0<m<3。3.根据权利要求1所述的聚合物稳定液晶激光器，其特征在于，所述钙钛矿量子点聚合物稳定液晶中有至少两种钙钛矿量子点，所述至少两种钙钛矿量子点具有不同的发光波段。4.根据权利要求1所述的聚合物稳定液晶激光器，其特征在于，所述钙钛矿量子点聚合物稳定液晶中的聚合物稳定液晶主要由负性液晶、手性掺杂剂、液晶单体和光引发剂的原料混合而成；优选地，所述钙钛矿量子点聚合物稳定液晶主要由1～3质量份的钙钛矿量子点、0.01～5质量份的手性掺杂剂、80～90质量份的负性液晶、1～5质量份的液晶单体和0.01～1质量份的光引发剂的原料混合而成。5.根据权利要求1所述的聚合物稳定液晶激光器，其特征在于，所述谐振腔单元的厚度为5～30μm。6.根据权利要求1所述的聚合物稳定液晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小文，林炜熙，姜小芳，周国富，
申请(专利权)人：深圳市国华光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：