J9集团|国际站官网-超稳定高效率量子点液体激光器开发成功

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2025-08-19 13:20:09

中国科学报讯近日，中国科学院年夜连化学物理研究所研究员吴凯丰团队采用胶体量子点溶液作为增益介质，经由过程法布里-珀罗谐振腔耦合和双脉冲泵浦设计，开发出持续不变事情10天以上、能量转化效率年夜在17%的量子点液体激光器。相干结果别离发表在《科学进展》及《美国化学会-纳米》。

激光器的热治理能力是决议其最年夜输出功率的要害因素。与固体激光器比拟，液体激光器可以轮回散热，具备优秀的功率放年夜上风。量子点是一种于溶液相合成的纳米晶体，其发光波长可经由过程元素构成及尺寸举行持续调治，具有成为抱负液体激光增益介质的基本前提。然而，已往20余年的量子点激光研究重要集中于固体薄膜状况，急需经由过程提高量子点的聚集密度来解决多激子非辐射俄歇复合致使的增益寿命淬灭问题。此外，现有研究多局限在低引发功率下的光谱的压窄及强度的突变表征，鲜有关在输出功率及能量转化效率的报导，实在际运用远景其实不清楚。

于该研究中，团队以铅卤钙钛矿量子点质料作为研究对于象。针对于钙钛矿质料热不变性欠佳，其固态器件因没法举行有用热治理而致使快速的热阑珊，缩短钙钛矿激光器持续运行时间的问题，团队开发了基在CsPbBr3及CsPbI3钙钛矿量子点溶液的液体激光器。经由过程将量子点溶液与法布里-珀罗谐振腔耦合，团队于纳秒脉冲准持续波的泵浦下实现了不变的激光输出，激光波长别离为537纳米与690纳米。经由过程调治卤素离子构成，原则上可实现400至700纳米光谱规模的持续可调谐激光输出。更主要的是，经由过程轮回散热，该激光器于持续运行10天后仍连结不变的激光机能，证实了液体激光器是实现钙钛矿激光运用的一个主要标的目的。

于此基础上，团队经由过程对于CdSe/ZnSe/ZnS核壳布局量子点举行壳层组分持续渐变设计，有用按捺了多激子俄歇效应，延伸了量子点的光增益寿命。联合双脉冲泵浦的计谋，团队进一步规避了由俄歇阑珊致使的增益淬灭问题，终极实现了17.2%的能量转化效率。此外，团队开发的合成要领可实现单次制备跨越10升的该类量子点溶液，且这些量子点于水相中一样揭示出优秀的激光机能。这些成果注解，量子点液体激光器有望替换不变性较差的传统有机染料激光器。（记者孙丹宁）

相干论文信息：

https://doi.org/10.1126/sciadv.adq9002

https://doi.org/10.1021/acsnano.5c06225

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