基于CdS納米線的混合表面等離子體納米激光器的研究.pdf

1、傳統(tǒng)半導(dǎo)體激光器由于采用光學(xué)系統(tǒng)反饋而存在衍射極限，要求激光器的腔長(zhǎng)至少是其發(fā)射波長(zhǎng)的一半，因此難以實(shí)現(xiàn)微小化。而基于表面等離子體激元的納米激光器可以實(shí)現(xiàn)深亞波長(zhǎng)乃至納米尺度的激光發(fā)射，同時(shí)現(xiàn)代微納加工技術(shù)的日趨成熟，也為納米量級(jí)激光器的研制提供了技術(shù)條件。
　　近年來(lái)半導(dǎo)體納米激光器由于尺寸小的特點(diǎn)，使其能夠利用在集成光路的應(yīng)用方面，設(shè)想如果將大量的納米激光器逐級(jí)連接，其匯聚在一起的能量是相當(dāng)可觀的，因此在相干光源的傳感器、信號(hào)

2、處理等方面有著巨大的潛力。
　　CdS的禁帶寬度Eg為2.42eV，屬于Ⅱ-Ⅵ半導(dǎo)體化合物，具有優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換性能和發(fā)光性能現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在各種光電子器件之中。因此，本課題選擇以硫化鎘（CdS）納米線、二氧化硅（SiO2）和銀（Ag）膜組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，通過(guò)三維數(shù)值模擬和光學(xué)測(cè)量的手段來(lái)研究該系統(tǒng)的激光特性。
　　本文具體介紹了以下內(nèi)容：
　　(1)首先對(duì)半導(dǎo)體納米材料的發(fā)展歷史、納米技術(shù)與激光器技術(shù)相結(jié)

3、合的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)的描述，并介紹了該課題的研究背景與意義。
　　(2)通過(guò)溶劑熱法合成CdS納米線，通過(guò)控制生長(zhǎng)溫度，反應(yīng)時(shí)間以及表面修飾劑等相關(guān)參數(shù)，合成四組CdS納米線產(chǎn)物。利用掃描電子顯微鏡等手段表征制備的納米線，得到溶劑熱法制備納米線的一般規(guī)律。并利用電子束蒸鍍（E-beam）的方法，制備一定厚度的SiO2薄膜和金屬Ag薄膜。
　　(3)研究了基于CdS納米線、SiO2薄膜和Ag膜組成復(fù)合結(jié)構(gòu)的激光特性，通過(guò)合理的實(shí)

4、驗(yàn)手段，測(cè)量了大半徑尺寸CdS納米線的激光特性。根據(jù)測(cè)量光譜，觀測(cè)到當(dāng)CdS納米線表面粗糙時(shí)可以在納米線半徑很大時(shí)得到混合型等離子體模式，改變了以往混合型等離子體激光器所需要的CdS納米線的尺寸必須小于70nm的限制，并得到了良好的閾值特性。
　　(4)利用厚度為10nm的低折射率SiO2薄膜將CdS納米線與金屬Ag膜分開(kāi)，首次得到基于大半徑尺寸CdS納米線的雙光子泵浦納米激光器，該激光器的閾值為2.18W/cm2單光子激發(fā)的納米