CN109030380B - 一种钙钛矿纳米晶随机激光发射机制的探测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钙钛矿纳米晶随机激光发射机制的探测方法及装置，所述方法包括：采用热注射法制备出边长为8nm‑12nm的零维铯铅溴钙钛矿纳米晶，将所述纳米晶分散在环己烷溶剂中，得到浓度为0.03‑0.06mol/L铯铅溴纳米晶胶体溶液；将所述铯铅溴纳米晶胶体溶液滴涂在载片上，干结得到纳米晶薄膜；激光器发出400nm的激光；所述400nm的激光通过透镜聚焦在所述纳米晶薄膜上，所述纳米晶薄膜应激得到发射光；光纤探头对所述发射光进行接收，并传送到光谱仪中。装置包括：激光器、工作台、光纤探头、透镜、光谱仪。本发明创造的方法及其装置可对纳米晶的随机激光发射机制进行简单的探测。可用于随机激光发射试验中。

Description

一种钙钛矿纳米晶随机激光发射机制的探测方法及装置
技术领域
本本发明创造属于纳米发光材料技术领域，特别涉及一种纳米晶随机激光发射的探测方法及装置。
背景技术
半导体激光器是一类非常重要的光源器件，具有可调谐波长范围宽、体积小、重量轻、寿命长和实现光电子集成等特点，在光通讯、激光打印、精密测量和生物医疗等领域获得了广泛的应用。为了获得功耗更小、性能更好的半导体激光器，科研工作者们还在探索更清洁、更高效、更稳定和成本更低的半导体增益材料。
具有钙钛矿晶体结构的AMX3金属卤化物(A＝CH3NH3 +、Cs+等，M＝Pb2+、Sn2+等，X＝Cl-、Br-或I-)是一类新崛起的半导体材料。由于金属卤化物钙钛矿制备工艺简单、吸光系数大、载流子迁移率高、载流子扩散距离长、荧光量子效率高而且带隙可调节，在短短的几年时间里，钙钛矿材料的合成及其在太阳能电池、发光二极管、光探测器和微纳激光器等领域的应用都已经取得了井喷式的发展和令人瞩目的成绩。
前期研究的钙钛矿主要是有机-无机杂化材料，这种组分的材料在大气中稳定性较差，容易降解和水解，对其应用和发展带来一定阻碍。近年来，科学工作们开始研究稳定性较好的全无机组分的钙钛矿材料，特别是低维纳米结构的全无机钙钛矿。低维全无机钙钛矿纳米晶是一类新型的半导体增益材料，对于钙钛矿量子点纳米晶，可以制备成无腔的随机激光器。全无机钙钛矿随机激光器制作简易、成本低、能耗小，还可实现激光器的小型化，在半导体光源、显示和信息存储等领域都有非常重要的应用前景，现在对钙钛矿纳米晶随机激光发射机制的探测方法复杂，不利于试验的开展。
发明内容
本发明的目的是：提供一种简单的对钙钛矿纳米晶随机激光发射机制进行探测的方法和装置。
本发明解决其技术问题的解决方案是，一方面：一种钙钛矿纳米晶随机激光发射机制的探测方法，包括：
步骤一、采用热注射法制备出边长为8nm-12nm的零维铯铅溴钙钛矿纳米晶，将所述纳米晶分散在环己烷溶剂中，得到浓度为0.03-0.06mol/L铯铅溴纳米晶胶体溶液；
步骤二、将所述铯铅溴纳米晶胶体溶液滴涂在载片上，干结得到纳米晶薄膜；
步骤三、激光器发出400nm的激光；
步骤四、所述400nm的激光通过透镜聚焦在所述纳米晶薄膜上，所述纳米晶薄膜应激得到发射光；
步骤五、光纤探头对所述发射光进行接收，并传送到光谱仪中。
进一步，所述零维铯铅溴钙钛矿纳米晶的边长为10nm。
进一步，在步骤二中，所述干结得到纳米晶薄膜的干结方法为：通过室温自然风干。
进一步，在步骤四中，所述透镜为柱透镜。
进一步，在步骤三中，所述激光器为飞秒激光器。
进一步，在步骤二中，所述载片为玻璃片。
另一方面：一种钙钛矿纳米晶随机激光发射机制的探测装置，包括：激光器、工作台、光纤探头、透镜、光谱仪，所述工作台用于放置用铯铅溴纳米晶胶体溶液干结而成纳米晶薄膜，所述透镜的焦面位于工作台的台面上，所述激光器用于发出400nm的激光，所述激光通过透镜聚焦在所述纳米晶薄膜上，光纤探头的探测端的中轴线与所述台面呈10-60度夹角，所述光纤探头用于接收所述纳米晶薄膜的发射光，并将所述发射光传送给光谱仪。
进一步，所述激光器为飞秒激光器。
进一步，所述透镜为柱透镜。
本发明的有益效果是：一方面，本发明创造的方法简单，可对这种随机激光发射机制得到很好探测。另一方面，本发明创造的装置通过在工作台上放置纳米晶薄膜，同时，利用激光器发出400nm的激光，使得纳米晶薄膜应激发出发射光，并通过与台面呈一定角度的光纤探头对所述发射光进行接收，并将发射光传送给光谱仪，通过光谱仪完成对发射光的探测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本发明创造方法的步骤流程图；
图2是本发明创造装置的结构的示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
实施例1，参考图1，一种钙钛矿纳米晶随机激光发射机制的探测方法，包括：
S1、采用热注射法制备出边长为8nm-12nm的零维铯铅溴钙钛矿纳米晶，将所述纳米晶分散在环己烷溶剂中，得到浓度为0.03-0.06mol/L铯铅溴纳米晶胶体溶液；
其中，作为优化，零维铯铅溴钙钛矿纳米晶可采用10nm这个尺寸，通过意外发现，这个尺寸的零维铯铅溴钙钛矿纳米晶制备出来的铯铅溴纳米晶胶体溶液效果比较好。
S2、将所述铯铅溴纳米晶胶体溶液滴涂在载片上，干结得到纳米晶薄膜；
具体的，将铯铅溴纳米晶胶体溶液滴涂在玻璃片上，室温下在大气中自然挥发掉溶剂，得到纳米晶薄膜；
S3、激光器发出400nm的激光；
S4、所述400nm的激光通过透镜聚焦在所述纳米晶薄膜上，所述纳米晶薄膜应激得到发射光；
作为优化，所述透镜为柱透镜，所述400nm的激光通过柱透镜垂直聚焦在纳米晶薄膜上；
S5、纳米晶薄膜应激，从边缘处发出发射光，所述发射光通过光纤探头进行接收，并传送到光谱仪上。
所述发射光的发光光谱，在泵浦功率为471mW时发光强度急剧增强。其中，激光阈值是471mW，激光的半高全宽约5nm。
纳米晶薄膜的激光发射没有借助外在的谐振腔，增益介质是8nm-12nm边长的零维钙钛矿铯铅溴纳米晶，是典型的随机激光发射。通过本发明创造的方法，可对这种随机激光发射机制得到很好探测。本发明创造的方法可用于随机激光发射试验中。
参考图2，同时，本发明创造还提供一种钙钛矿纳米晶随机激光发射机制的探测装置，包括：激光器1、工作台2、光纤探头3、透镜4、光谱仪5，所述工作台2用于放置用铯铅溴纳米晶胶体溶液干结而成纳米晶薄膜，所述透镜4的焦面位于工作台2的台面上，所述激光器1用于发出400nm的激光，所述激光通过透镜4聚焦在所述纳米晶薄膜上，光纤探头3的探测端的中轴线与所述台面的夹角为夹角α，所述夹角α为10°-60°之间，本实施例为60°。所述光纤探头3用于接收所述纳米晶薄膜的发射光，并将所述发射光传送给光谱仪5。
作为优化，所述激光器1为飞秒激光器。
作为优化，所述透镜4为柱透镜。柱透镜可将激光聚焦成条状光斑，从而增加了光斑面积，提高整个泵浦过程的效率。
当本发明创造的装置工作时，通过上述方法的步骤S1和步骤S2制备得到纳米晶薄膜，并将所述纳米晶薄膜放置在工作台2上，启动激光器1，所述激光器发出400nm的激光，所述400nm的激光通过透镜聚焦在纳米晶薄膜，纳米晶薄膜应激产生发射光，该发射光从纳米晶薄膜的边缘发出，并被光纤探头3接收，所述光纤探头3可将接收的光传送到光谱仪5中，完成对纳米晶薄膜的随机激光发射机制的探测。
本发明创造的装置通过在工作台2上放置纳米晶薄膜，同时，利用激光器1发出400nm的激光，使得纳米晶薄膜应激发出发射光，并通过与台面呈一定角度的光纤探头3对所述发射光进行接收，并将发射光传送给光谱仪5，通过光谱仪5完成对发射光的探测。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种钙钛矿纳米晶随机激光发射机制的探测方法，其特征在于，包括：
步骤一、采用热注射法制备出边长为8nm-12nm的零维铯铅溴钙钛矿纳米晶，将所述纳米晶分散在环己烷溶剂中，得到浓度为0.03-0.06mol/L铯铅溴纳米晶胶体溶液；
步骤二、将所述铯铅溴纳米晶胶体溶液滴涂在载片上，干结得到纳米晶薄膜；
步骤三、激光器发出400nm的激光；
步骤四、所述400nm的激光通过透镜聚焦在所述纳米晶薄膜上，所述纳米晶薄膜应激得到发射光，所述发射光的发光光谱，在泵浦功率为471mW时发光强度急剧增强；
步骤五、光纤探头对所述发射光进行接收，并传送到光谱仪中。
2.根据权利要求1所述的一种钙钛矿纳米晶随机激光发射机制的探测方法，其特征在于，所述零维铯铅溴钙钛矿纳米晶的边长为10nm。
3.根据权利要求1所述的一种钙钛矿纳米晶随机激光发射机制的探测方法，其特征在于，在步骤二中，所述干结得到纳米晶薄膜的干结方法为：通过室温自然风干。
4.根据权利要求1所述的一种钙钛矿纳米晶随机激光发射机制的探测方法，其特征在于，在步骤4中，所述透镜为柱透镜。
5.根据权利要求1所述的一种钙钛矿纳米晶随机激光发射机制的探测方法，其特征在于，在步骤三中，所述激光器为飞秒激光器。
6.根据权利要求1所述的一种钙钛矿纳米晶随机激光发射机制的探测方法，其特征在于，在步骤二中，所述载片为玻璃片。
7.一种钙钛矿纳米晶随机激光发射机制的探测装置，执行权利要求1至6任一项所述的钙钛矿纳米晶随机激光发射机制的探测方法，其特征在于，所述钙钛矿纳米晶随机激光发射机制的探测装置包括：激光器、工作台、光纤探头、透镜、光谱仪，所述工作台用于放置用铯铅溴纳米晶胶体溶液干结而成纳米晶薄膜，所述透镜的焦面位于工作台的台面上，所述激光器用于发出400nm的激光，所述激光通过透镜聚焦在所述纳米晶薄膜上，光纤探头的探测端的中轴线与所述台面呈10-60度夹角，所述光纤探头用于接收所述纳米晶薄膜的发射光，并将所述发射光传送给光谱仪。
8.根据权利要求7所述的一种钙钛矿纳米晶随机激光发射机制的探测装置，其特征在于，所述激光器为飞秒激光器。
9.根据权利要求7所述的一种钙钛矿纳米晶随机激光发射机制的探测装置，其特征在于，所述透镜为柱透镜。
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