構造制御したπ共役ポリマー薄膜の誘導共鳴ラマン散乱によるレーザー作用

结构控制 π 共轭聚合物薄膜的受激共振拉曼散射的激光作用

基本信息

批准号：
19022023
负责人：
柳久雄
金额：
$ 1.66万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

発光性のポリフェニレンビニレン(PPV)やジスチリルベンゼン誘導体をドープした薄膜導波路をパルスレーザーを用いて光励起すると、誘導共鳴ラマン散乱(SRRS)に基づく共振器をもたないレーザー作用が室温で得られる。しかし、これらのポリマー薄膜導波路中では分子鎖の配列が無秩序であるため、そのSRRS強度はπ共役オリゴマーが自己組織配列した低次元結晶に比べて弱い。そこで本研究では、種々の共振器構造を導入したポリマー薄膜導波路を形成することにより、SRRSと共振器モードとのカップリングによるSRRSの増強を目的として研究を行い、以下の成果を得た。(1)回折格子上にジスチリルベンゼン誘導体(BDTASB)をドープしたポリマー薄膜をスピンコートした分布帰還型(DFB)共振器薄膜において、ASEの波長帯で共振モードによるレーザー発振が得られた。さらに、起波長を変化させながらパルス光励起し、DFB共振モードとSRRSをカップリングさせることにより、SRRSのピーク強度の増強およびノイズとなるASEを低減することができた。(2)光ナノインプリント法を用いて、ローダミン色素(RB)およびBDTASBをドープした紫外線硬化性樹脂薄膜に紫外光照射下でモールドを転写することにより、DFBおよびディスク共振器構造をもつポリマー薄膜導波路を作製した。(3)DFB共振器を光ナノインプリントしたRBドープ薄膜から、DFBモードによる半値幅〜0.5nmの発振ピークが得られた。また、ディスク振器からはASEスペクトルに重なって周期的な発光ピークが観察され、whispering galleryモードによる発振が示唆された。(4)DFB共振器を光ナノインプリントしたBDTASR薄膜を励起波長を変えて励起することにより、SRRSとDFBモードのカップリングによるSRRSの増強が確認された。

当使用脉冲激光对掺杂有发光聚苯乙烯（PPV）或二苯乙烯基苯衍生物的薄膜波导进行光激发时，可以在室温下获得基于受激共振拉曼散射（SRRS）的无腔激光作用。然而，由于这些聚合物薄膜波导中的分子链是无序的，因此它们的SRRS强度弱于π共轭低聚物自组织的低维晶体。因此，在本研究中，我们进行了研究，旨在通过形成结合各种谐振器结构的聚合物薄膜波导，通过SRRS与谐振器模式之间的耦合来增强SRRS，并获得了以下结果。 (1)在分布式反馈(DFB)谐振器薄膜中获得ASE波长带中谐振模式的激光振荡，其中将掺杂有二苯乙烯基苯衍生物(BDTASB)的聚合物薄膜旋涂在衍射光栅上。此外，通过在改变激发波长的同时使用脉冲光激发将SRRS与DFB共振模式耦合，我们能够增强SRRS的峰值强度并减少引起噪声的ASE。 (2)采用光纳米压印法，在紫外光照射下将模具转移到掺杂有罗丹明染料(RB)和BDTASB的紫外固化树脂薄膜上，制作出具有DFB和盘式谐振器结构的聚合物薄膜波导。 (3) 通过光纳米压印 DFB 谐振器，从 RB 掺杂薄膜中获得由 DFB 模式导致的半值宽度约为 0.5 nm 的振荡峰。此外，从与 ASE 光谱重叠的盘式振荡器中观察到周期性发射峰，表明回音壁模式中的振荡。 (4)通过改变激发波长来激发具有光纳米压印的DFB谐振器的BDTASR薄膜，证实了由于SRRS和DFB模式之间的耦合而导致的SRRS增强。