卤化物钙钛矿薄膜单模激光器研究取得新进展

近期，中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室研究团队与国科大杭州高等研究院合作，在卤化物钙钛矿薄膜单模激光器方面取得进展，相关成果以“Ionic Solvent-Assisted MAPbBr3 Perovskite Film for Two-Photon Pumped Single-Mode Laser”为题发表于The Journal of Physical Chemistry Letters。

纳米级的小型化相干光源是光子集成回路的核心部分，当激光器的体积接近衍射极限时，就需要权衡激光性能及其物理尺寸之间的关系，这使得亚波长尺度的全介质激光器很难实现。特别是对于钙钛矿薄膜激光器来说，通常需要一个复杂的外部腔体来提供光反馈。

离子液体辅助钙钛矿薄膜的激光特性
 

本研究使用新颖的离子液体醋酸甲胺（MAAc）作为钙钛矿前驱体溶剂，在大气环境中通过一步法旋涂制备了具有大晶粒、低缺陷的钙钛矿薄膜。相比于传统的反溶剂方法制备的钙钛矿薄膜而言，离子液体辅助制备的钙钛矿薄膜的乌尔巴赫带尾能量从81.4meV降低至49.7meV，结晶质量明显提升，荧光强度增大2倍，增益系数从285cm^-1提升至 638cm^-1。

研究人员结合300nm厚度的增益介质，采用60nm厚度的紫外胶层和石英衬底构建了“三明治”结构，在室温下实现了双光子激发的阈值仅为261.2uJ/cm²的单模激光发射，同时具有高达78.6%的偏振度和0.35nm的窄线宽。该结构紧凑、简单的亚波长钙钛矿激光器有望为未来集成小型化芯片光源提供了一种可行的解决方案和有效的策略。