【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近期，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所強(qiáng)場(chǎng)激光物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)與國(guó)科大杭州高等研究院和華中科技大學(xué)合作，在熱蒸發(fā)鈣鈦礦薄膜隨機(jī)激光無(wú)散斑成像研究方面取得進(jìn)展，相關(guān)成果以“Thermally Evaporated MAPbBr3 Perovskite Random Laser with Improved Speckle-Free Laser Imaging”為題發(fā)表于ACS Photonics。
 

　　鈣鈦礦材料具有優(yōu)異的光增益性能，在激光應(yīng)用領(lǐng)域里極具發(fā)展前景。熱蒸發(fā)沉積作為一種被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)的鍍膜技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦器件商業(yè)化大規(guī)模制造的技術(shù)趨勢(shì)之一。然而，熱蒸發(fā)過(guò)程中，鈣鈦礦材料快速且不可控的結(jié)晶導(dǎo)致鈣鈦礦薄膜有較多缺陷，大大影響了鈣鈦礦薄膜的激光性能。
 

圖1 通過(guò)在熱蒸發(fā)過(guò)程中引入TPPO添加劑，提升了鈣鈦礦薄膜的發(fā)光性能
 

　　針對(duì)上述問(wèn)題，研究人員提出通過(guò)引入多功能路易斯堿添加劑三苯基氧化膦(TPPO)，實(shí)現(xiàn)了結(jié)晶速度減緩和缺陷鈍化，最終制備的鈣鈦礦薄膜具有增強(qiáng)的光致發(fā)光和近5倍的光增益系數(shù)提升。功率依賴光致發(fā)光光譜證實(shí)了薄膜缺陷的降低，瞬態(tài)吸收光譜結(jié)果表明增強(qiáng)的發(fā)光性能起源于雙分子復(fù)合過(guò)程的增強(qiáng)。基于這些優(yōu)異的發(fā)光特性，研究人員探索了熱蒸發(fā)鈣鈦礦薄膜的隨機(jī)激光性能，發(fā)現(xiàn)引入TPPO后的薄膜隨機(jī)激光閾值明顯小于原始薄膜。同時(shí)，研究人員首次將熱蒸發(fā)鈣鈦礦薄膜應(yīng)用于激光無(wú)散斑成像，當(dāng)使用鈍化后的薄膜產(chǎn)生的隨機(jī)激光作為照明光源時(shí)，所成的像具有更低的散斑對(duì)比度(0.046)和更高的對(duì)比度噪聲比(8.218)，具有優(yōu)異的成像性能。
 

　　本研究將為鈣鈦礦材料和器件的規(guī)?；a(chǎn)提供新思路，并有助于熱蒸發(fā)鈣鈦礦薄膜在自發(fā)輻射放大和激光成像應(yīng)用中的發(fā)展。
 

　　該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、上海市科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目的資助和支持。
 

圖2 鈣鈦礦薄膜隨機(jī)激光的無(wú)散斑成像