通过抑制陷阱辅助俄歇复合实现低阈值、高稳定的胶体量子点短波红外激光器
光学
2022-03-28 v1 应用物理
摘要
铅硫族化物胶体量子点(CQDs)是作为红外光谱范围内可调谐激光介质的有吸引力材料。然而,由于陷阱态的存在导致的过度非辐射俄歇复合通过快速湮灭激子群体而胜过光放大,导致高增益阈值。在此,我们采用CQDs与ZnO纳米晶体的二元共混物以钝化PbS-CQD增益介质的类间陷阱态。利用瞬态吸收,我们测得俄歇寿命增加五倍,证明了陷阱辅助俄歇复合的抑制。通过此举,我们实现了放大自发辐射(ASE)阈值的减半。最后,通过将我们提出的二元共混物集成到DFB谐振器中,我们展示了在1650 nm处的单模激光发射,线宽为1.23 nm(0.62 meV),以约385 μJ·cm⁻²的低激光阈值工作。该体系中的俄歇抑制使得CQD激光器实现了前所未有的激光发射稳定性,在室温和环境条件下记录了连续工作5小时。
引用
@article{arxiv.2203.13576,
title = {Low-threshold, highly stable colloidal quantum dot short-wave infrared laser enabled by suppression of trap-assisted Auger recombination},
author = {Nima Taghipour and Guy L. Whitworth and Andreas Othonos and Mariona Dalmases and Santanu Pradhan and Yongjie Wang and Gaurav Kumar and Gerasimos Konstantatos},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.13576},
year = {2022}
}