地区：上海市 宝山区
关键词：重庆师范大学;重庆大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000002180
成果描述：
| 随机激光发射作为激光发射原理中一个全新的概念，开辟了光波局域化和激光物理的新领域，相比于传统激光器，随机激光器无需外腔的简单结构一直是人们所期望的微型激光器的特点。随机激光独特的发光原理决定了其光学特性与散射介质有着非常密切的关系，因此，如何选择合理有效的散射体系，改进其光谱特性，降低激光输出的阈值，是随机激光器研究中的关键问题之一。针对上述科学问题，申请人详细研究了多种形貌的不同散射体系对随机激光特性的影响。相关研究加深了对随机激光产生机理的理解，推进了随机激光的器件化和功能化，为低阈值微随机激光器的开发提供了新的思路。科学发现点：发现了低维ZnO纳米片状谐振腔结构，获得了极高的紫外发光效率。首次在857K的高温下获得了ZnO的强激子发射，与ZnO外延膜相比，该温度提高约300℃；片状纳米结构产生的微腔和波导效应，使得该材料在光泵浦条件下获得单模和多模激光发射。《ADV MATER》的文章评价该工作“预示了ZnO在高温紫外激子型激光器方面具有发展潜力”。成功将生物类光子晶体结构应用到随机激光的研究领域，获得了低阈值的随机激光发射。充分利用自然界中生物体独特的纳米结构，探索散射体最佳的有序/无序度组合，使激光阈值达到一个极小值。详细研究了散射体对随机激光性能的影响，确认了“平均自由程”在随机激光发射原理中的重要作用。研究了多种散射体系(金属、无机半导体、有机聚合物)的形貌、尺寸和掺杂浓度等参数对激光性能的影响，发现了激发金属表面等离子体参与激光发射降低随机激光阈值的新方法。科学价值：对于传统激光器，多重散射是不利因素，但在随机激光器中，它却是激光出射不可或缺的条件，高强度的散射为激光出射提供正反馈。课题组通过选择合理有效的散射体系，改进激光光谱特性，降低激光输出的阈值。该成果加深了理解随机激光的机理，为低阈值随机激光的获得提供更直接有效的途径，拓展了随机激光在生物诊断和集成光路等方面的应用。同行引用及评价：项目组在国家基金和重庆市科委基础研究等项目的资助下取得了系列研究成果。主要论文发表在《ADV MATER》、《APPL PHYS LETT》等权威期刊上，被《ADV MATER》等杂志正面评述。8篇代表作SCI他引348次，其中单篇最高影响因子18.96，单篇最高SCI他引233次。 |
