【摘 要】
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目前,电泵浦微腔有机半导体激光器的研究已取得一些进展,但是器件内的各种损耗机制会随电流密度的增大而增加,这对于有机电泵浦激光器的研究是一个挑战。有机发光二极管（Organic Light Emitting Diode,OLED）介质层中的泄漏波导模式很接近平面波导结构的截止波长时,会使传播模式的阈值变低,且从OLED器件的衬底侧向辐射,其辐射光谱相较于正面辐射光谱变窄。这种衬底侧向泄漏模式辐射光本
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目前,电泵浦微腔有机半导体激光器的研究已取得一些进展,但是器件内的各种损耗机制会随电流密度的增大而增加,这对于有机电泵浦激光器的研究是一个挑战。有机发光二极管（Organic Light Emitting Diode,OLED）介质层中的泄漏波导模式很接近平面波导结构的截止波长时,会使传播模式的阈值变低,且从OLED器件的衬底侧向辐射,其辐射光谱相较于正面辐射光谱变窄。这种衬底侧向泄漏模式辐射光本身就是波导模式中的部分光泄漏进衬底产生的,因此可通过提高器件中波导模式的占比,使得泄漏模式的光增多,以利于OLED衬底侧向辐射的光实现放大。本论文通过在OLED器件石英衬底两侧蒸镀银膜反射镜形成光学谐振腔,在保证器件电学性能和量子效率的前提下,设计并优化OLED器件结构和参数,以实现器件衬底侧向泄漏波导模式的光辐射。本文中的发光层材料先后使用Alq3、CBP:Ir（ppy）2（acac）（8wt%,15 nm）和Bepp2:Ir（ppy）2（acac）（8wt%,15 nm）,其中Alq3既可作为发光层也可作为电子传输层,厚度取60 nm到280 nm,后两种磷光器件中变化电子传输层TPBi和Bepp2的厚度,取值范围为40 nm到140 nm。通过改变电子传输层的厚度,不仅可以改变波导模式的占比从而增加泄漏模式中的光输出,也可以使得有较多的电子与空穴结合,同时合适的主客体掺杂材料和掺杂比可以提高器件内电荷的传输能力和发光层的能量转移,提高磷光OLED器件的性能。分别测量了同一器件在有谐振腔时正面发射光谱和有谐振腔与无谐振腔时石英衬底侧面发射的光谱,研究发现OLED器件石英衬底的侧向发射光谱相较于正面发射的光谱窄,这归因于泄漏模波长非常接近金属包层波导结构的截止波长,理论计算与实验结果基本吻合,侧向辐射光谱的TM和TE模式均属于1阶模式。此外,有谐振腔时的光谱比无谐振腔时的光谱有略微的收窄,说明谐振腔有一定的作用。
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