有机半导体材料由于其成膜性好、光谱范围宽、柔韧性好、荧光效率高等特点,成为激光器增益材料的最佳选择之一。有机半导体微腔激光器由于其体积小,易于制备,成本低,阈值低等优点,受到了研究人员的广泛关注。该类激光器在通讯,传感、成像等领域具有潜在的应用前景。阈值作为激光器核心性能参数之一,是有机半导体微腔激光器研究领域的一个重要课题,实现超低阈值激光输出是研究人员一直以来追求的目标。通过改变泵浦能量、优化微腔结构参数、改变增益材料等手段可实现对激光阈值的调控。本文提出两种阈值调控方法:通过改变泵浦光的偏振和光斑尺寸对激光阈值进行调控;通过等离激元效应增强效应对激光阈值进行调控。这两种手段都能够实现对激光阈值的有效调节,通过优化参数,实现了低阈值的激光输出。取得如下研究结果:(1)泵浦光偏振及尺寸对激光输出性能的影响。利用干涉光刻法和旋涂法,制备了有机半导体分布反馈激光器。通过在泵浦光路中加入一个二维(x-y)可调狭缝,改变沿着光栅栅线和垂直光栅栅线的方向的泵浦光尺寸,当沿x方向改变泵浦光尺寸时,光栅栅线的长度会被改变;当沿y方向改变泵浦光尺寸时,激发区域内的栅线的数目会发生改变,从而能够获得不同尺寸下的激光输出阈值特性,并通过在光路中引入半波片,对入射光的偏振角度进行调控,实现了泵浦光的偏振和尺寸对激光阈值的共同调控。当泵浦光的尺寸沿着y方向改变时即泵浦区域内栅线的数目变化,其阈值响应更快,阈值变化幅度更大为50μJ/cm~2。当泵浦光尺寸沿着x方向改变时即泵浦区域内栅线的长度改变,阈值变化幅度仅为15μJ/cm~2。并且随着泵浦光偏振方向从平行于栅线方向变化到垂直于栅线方向,激光器的输出阈值逐渐增大。以泵浦光尺寸在y方向变化为例,模拟了随着泵浦光尺寸在y方向变化时,激光输出强度随着泵浦光斑长度变化的关系。随着沿y方向的泵浦光尺寸的增加,泵浦区域内栅线的数量增加引起了激光器腔内反馈的增强,从而使得激光的输出强度增加。当泵浦光斑的尺寸超过一个特定值时,激光的输出强度会显着增加。当泵浦光的偏振角度变化时,激光的输出强度会产生变化。(2)利用等离激元增强效应实现对激光阈值的调控。利用热蒸镀将银倾斜蒸镀在光栅的一侧,制备了金属-电介质非对称的腔结构;利用贴膜法,在该结构上实现了激光器件制备。该结构中不连续非对称金属光栅能够产生较强的局域表面等离激元效应,同时贴膜法能够有效减少金属与增益介质接触面带来的光损耗,从而降低了器件的阈值。通过研究金属结构厚度与激光阈值、发射波长的关系,优化了金属结构的厚度,探究了发射波长随金属结构厚度变化的规律。相关实验结果与理论模拟吻合得很好。