PbSe量子点的粒度分布对荧光辐射谱宽以及激射饱和机理的影响

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量子点是一种新型的纳米材料，有着可比拟天然元素的属性；而量子点的尺寸是可以人为控制，这是自然元素所不具备的。因而，量子点有着更加独特的电学、光学性能。在可见光和红外波段，量子点激光器是很有潜力的光学器件。它有望取代传统的自然元素，成为新型激光器的活性增益物质。近几年来，关于量子点光纤激光器的研究正广泛的受到关注，它是一项集量子力学和通信技术与一体的交叉领域，是传统激光器发展演进的一个重要方向。
　　本文的工作将基于本课题组多年积累的理论和实验基础，重点关注量子点的粒度分布，以及荧光光谱线型函数；探究已经实现了的环形腔PbSe/UV胶量子点光纤激光器的饱和特性。本文所做的内容如下：
　　1.初步探究了以有效质量模型为基础的球形量子点的能级结构，当低浓度掺杂的量子点呈高斯分布时，得到了低能级基态激子的能级表达式和荧光辐射谱线型函数与量子点尺寸之间的一般关系。并探究了在衬底中掺杂量子点粒度分布对荧光辐射及线型展宽机制的影响，得到了谱线非均匀展宽的结果；
　　2.以II-VI族的CdSe量子点和IV-VI族的PbSe量子点的实例，数值模拟了CdSe量子点和PbSe量子点在粒度分布不均匀的条件下荧光光谱的曲线轮廓，得到了量子点光致荧光光谱可以用g(v)= f(v)表示的结论，其中g(v)和 f(v)分别表示量子点荧光辐射线型函数和量子点粒度分布函数。并与实验结果比对，结果表明量子点在一般实验条件下表现出宽光谱的现象主要是由量子点粒度分布不均匀引起的；例如，直径为2.4 nm的CdSe量子点，光致荧光光谱的半高全宽可达30 nm。
　　3.在量子点尺寸非均匀分布的PbSe激光器中，本论文将初步讨论激光器的输出功率的饱和特性。结果表明量子点激光器的性能依赖于量子点尺寸的分布。根据实验组已有的实验成果，即以已经实现的环形腔PbSe量子点光纤激光器为基础，探究了PbSe量子点粒度分布不均匀对光纤激光器输出特性的影响；分析表明量子点粒度分布的涨落会引起激光器输出功率饱和与烧孔现象的产生。

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作者
李志伟;
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作者单位

浙江工业大学;

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授予单位浙江工业大学;
学科物理学
授予学位硕士
导师姓名程成;
年度 2016
页码
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类激光器;
关键词
光纤激光器; PbSe量子点; 粒度分布; 荧光光谱; 增益饱和;

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