碳点激光增益材料

阈值低至 165.5 mJ cm⁻²

表面修饰 TPCA 的蓝光碳点，通过中心激发态与快速辐射跃迁显著降低激光阈值，可作为溶液加工的微纳激光核心增益介质。

张永强 · Wang, Lu · Sui, Laizhi · 程立文 · 卢思宇

Small 2023

具体参数

激光阈值

{'zh': '165.5', 'en': '165.5'} mJ cm⁻²

前驱体摩尔比范围

{'zh': '1:1 to 2:1', 'en': '1:1 to 2:1'}

技术优势

阈值降低 51.5%

前驱体摩尔比从 1:1 增至 2:1 时，阈值从 341.6 降至 165.5 mJ cm⁻²，归因于辐射跃迁速率增大和 sp³ 相关激发态能级集中。

溶液法制备

碳点本身是溶液加工材料，可旋涂或滴铸成增益薄膜，无需额外修饰即可用于微纳激光器。

可调谐发射

通过改变前驱体摩尔比可调控激光性能，在 1:1 至 2:1 范围内都可产生激光，为设计不同需求的增益介质提供灵活性。

应用场景

• 微纳激光器：作为增益介质，用溶液法构建微纳激光器。
• 光通信：提供低阈值激光源，用于片上光通信。
• 激光显示：作为蓝光发射材料，用于激光显示。
• 纳米光子器件：溶液加工性使其易于集成到纳米光子器件。