量子阱单激子光增益实现超低阈值连续波激光

作者：杨光本; 刘峡霞; 李恒慧; 李望南; 王松; 吴凯丰; 梁桂杰^*

来源：Acta Chimica Sinica, 2018, 76(08): 633-638.

• 激光阈值
• Ⅱ型CdSe/CdTe纳米片
• 激子-激子排斥力
• 单激子光学增益

胶质纳米晶光增益材料对于开发新一代的高效激光器前景巨大.采用外延生长法制备原子尺寸厚度的Ⅱ型CdSe/CdTe复合纳米片,研究该异质结构的光学性质及其对应的电荷动力学过程,以此探讨其光增益性能及激光应用潜能.光谱结果表明,Ⅱ型纳米片有效的电子与空穴分离结构使其表现出较大的斯托克斯位移(ΔS=100 meV)和较强的激子-激子库伦排斥力(ΔXX=50 meV).ΔS和ΔXX的协同效应使"激子-双激子"吸收能相比单激子发射能提高了约150meV,打破了一般纳米晶结构中两者的简并关系,这将有效抑制光吸收损失并促进单激子光增益.单激子光增益机制下该纳米片较长的单激子寿命(τx=394 ns)使连续激光泵浦的理论功率阈值低至12 W/cm2,这为开发实用性更强的、超低阈值的连续波激光器提供可能.

• 单位
  湖北文理学院; 电子工程学院; 分子反应动力学国家重点实验室; 中国科学院大连化学物理研究所