一種柔性有機半導體激光器及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種柔性有機半導體激光器及其制作方法，器件結構為：彈性基底/界面修飾層/有機半導體激光增益介質。其中彈性基底是高彈性塑料，如聚甲基硅氧烷（PDMS）、聚氨基丙烯酸酯（PUA）及聚乙烯醇（PVA）等；界面修飾層是可溶液加工制膜的有機聚合物界面修飾層，如醋酸纖維素（CA）、聚電解質（PEs）、共軛聚電解質（CPEs）等；有機半導體激光增益介質是具有光增益特性的激光材料，其制作方法是將界面修飾層/有機半導體激光增益介質層通過溶液法涂布到彈性基底上，涂布方法包括旋涂、噴涂、絲網印刷及噴墨打印等。由此制得的激光器件綜合性能優(yōu)異，具體表現為光放大自發(fā)輻射（ASE）閾值低、柔性好（任意彎折、扭曲甚至拉伸后閾值保持穩(wěn)定）。
【專利說明】
一種柔性有機半導體激光器及其制作方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種柔性有機半導體激光器及其制作方法，屬于光電信息材料及應用領域。
【背景技術】
[0002]激光器在科學研究，醫(yī)療，軍事，工程建造等各個領域具有廣泛而重要的應用。隨著社會的發(fā)展及科技的進步，為了拓寬激光器的應用范圍，增強其耐用性，人們對于具有效率高、環(huán)境友好、柔性可拉伸等優(yōu)點的新型激光器的需求逐漸增加。由于有機半導體材料具有眾多優(yōu)點，采用有機半導體材料，將有助于開發(fā)熱穩(wěn)定性高的可見光激光器、小型可調諧激光器、光電子集成器件，特別是柔性甚至可穿戴的激光器。目前的比較成熟的諧振腔大部分由無機固態(tài)物質制成，其制備工藝復雜，制作成本高，不具備柔性的性能，因此低成本制作柔性有機激光器勢在必行。

【發(fā)明內容】

[0003]技術問題:為了克服上述現有技術的不足，本發(fā)明提供了一種基于柔性基底的有機半導體激光器及其制作方法。
[0004]技術方案:本發(fā)明是一種柔性有機半導體激光器，該器件結構為:彈性基底/界面修飾層/有機半導體激光增益介質;所述的彈性基底是高彈性塑料，所述的界面修飾層是可溶液加工制膜的有機聚合物界面修飾層，所述的有機半導體激光增益介質是具有光增益特性的激光材料。
[0005]所述的高彈性塑料為聚甲基硅氧烷PDMS、聚氨基丙烯酸酯PUA或聚乙烯醇PVA。
[0006]所述的可溶液加工制膜的有機聚合物界面修飾層為醋酸纖維素CA、聚電解質Pes或共軛聚電解質CPEs。
[0007]所述的具有光增益特性的激光材料為聚(2，2_二辛基芴)(PF0)。
[0008]本發(fā)明的柔性有機半導體激光器的制造方法為:所述的界面修飾層和有機半導體激光增益介質是通過旋涂、噴涂、絲網印刷或噴墨打印方式，依次涂布到彈性基底上。
[0009]有益效果:該激光器的激光增益材料閾值低;該激光器采用旋涂、噴涂、絲網印刷或噴墨打印等溶液方式加工，成本低;該激光器具備優(yōu)異的柔性，在任意彎折、扭曲及拉伸的狀態(tài)下，激光行為基本不變。
【附圖說明】
[0010]圖1為:在基底和發(fā)光層之間沒有加入界面層與加入界面層的閾值的變化譜圖；[0011 ]圖2為:對于加入界面層后的器件進行拉伸，閾值與拉伸長度的變化圖。
[0012]圖3是拉伸和回復過程的示意圖。
【具體實施方式】
[0013]本發(fā)明所述的柔性有機半導體激光器采用彈性基底/界面修飾層/有機半導體激光增益介質結構。其中彈性基底是高彈性塑料，如聚甲基硅氧烷(PDMS)、聚氨基丙烯酸酯(PUA)及聚乙烯醇(PVA)等;界面修飾層是可溶液加工制膜的有機聚合物界面修飾層，如醋酸纖維素(CA)、聚電解質(PEs)、共軛聚電解質(CPEs)等;有機半導體激光增益介質是具有光增益特性的激光材料，如聚(2，2_ 二辛基芴)(PF0)等。其制作方法是將界面修飾層/有機半導體激光增益介質層通過溶液法涂布到彈性基底上，涂布方法包括旋涂、噴涂、絲網印刷及噴墨打印等。
[0014]實施例1
[0015]柔性基底的制備，選用硅油和光固化劑，以10:1的質量配比，攪拌均勻；之后將攪拌均勻的混合液滴在在已經準備好的玻璃片上，刮涂;放入真空干燥箱內，抽真空，至無氣泡，將溫度升至80攝氏度，30分鐘后，拿出即可。
[0016]激光器件的制備，對上述制備好的柔性基底進行旋涂，首先，由于制備好的基底接觸角比較大，需要對此進行表面的預處理才可以進行較好的旋涂，選用Plasma處理10s，之后旋涂水溶性有機界面層醋酸纖維素的異丙酮溶液，CA/DAA，25mg/mL，轉速為3000r/min，最后旋涂發(fā)光層PF0，20mg/mL，轉速為2000r/min。通過引入界面層，可以很好的解決發(fā)光層的成膜性。
[0017]將上述制備好的器件進行固定，用條形栗浦激光照射器件表面，得到柔性器件的放大自發(fā)輻射(ASE)的閾值，之后不斷拉伸柔性器件，進行性能測試，結果如圖2所示。
[0018]實施例2
[0019]按實施例1的方法制備柔性基底。
[0020]激光器的制備，將制備好的柔性基底進行旋涂，對表面進行預處理，采用Plasma處理1s，接著旋涂水溶性有機界面層醋酸纖維素的異丙酮溶液，CA/DAA，20mg/mL，轉速為3000r/min，最后旋涂發(fā)光層PFO，30mg/mL，轉速為2000r/min。通過改變溶液濃度，改變界面修飾層和有機半導體激光增益介質的厚度，觀測激光器性能的的變化，發(fā)現閾值略有變大。
[0021]實施例3
[0022]按實施例1的方法制備柔性基底。
[0023]激光器的制備，將制備好的柔性基底進行旋涂，對表面進行預處理，采用Plasma處理10s，接著旋涂水溶性有機界面層聚電解質(PEs)，20mg/mL，轉速為3000r/min，最后旋涂發(fā)光層PFO，20mg/mL，轉速為2000r/min。通過改變界面修飾層的溶液和溶液濃度，觀測變換界面修飾層的溶液和厚度對激光器性能產生的影響，發(fā)現相對于界面修飾層為水溶性有機界面層聚電解質，PEs，水溶性有機界面層醋酸纖維素的異丙酮溶液，CA/DAA，作為界面修飾層，測出的性能更穩(wěn)定。
【主權項】
1.一種柔性有機半導體激光器，其特征在于，該器件結構為:彈性基底/界面修飾層/有機半導體激光增益介質;所述的彈性基底是高彈性塑料，所述的界面修飾層是可溶液加工制膜的有機聚合物界面修飾層，所述的有機半導體激光增益介質是具有光增益特性的激光材料。2.根據權利要求1所述的一種柔性有機半導體激光器，其特征在于，所述的高彈性塑料為聚甲基硅氧烷PDMS、聚氨基丙烯酸酯PUA或聚乙烯醇PVA。3.根據權利要求1所述的一種柔性有機半導體激光器，其特征在于，所述的可溶液加工制膜的有機聚合物界面修飾層為醋酸纖維素CA、聚電解質PEs或共軛聚電解質CPEs。4.根據權利要求1所述的一種柔性有機半導體激光器，其特征在于，所述的具有光增益特性的激光材料為聚(2，2-二辛基芴)(PFO)。5.—種如權利I所述的柔性有機半導體激光器的制造方法，其特征在于:所述的界面修飾層和有機半導體激光增益介質是通過旋涂、噴涂、絲網印刷或噴墨打印方式，依次涂布到彈性基底上。
【文檔編號】H01L51/48GK105957964SQ201610286738
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月3日
【發(fā)明人】賴文勇, 張靜, 張傲, 路佩雯
【申請人】南京郵電大學