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光泵浦有机半导体薄膜激光器被广泛研究,为电泵浦有机半导体激光器的发展奠定了基础。基于分布反馈式(DFB)微腔结构的薄膜激光器凭借其阈值低、效率高等优点,有机半导体激光器的设计方面展现了很好的优势。但不稳定性是此类器件面临的科学和技术问题。其中除了材料本身的稳定性问题外,微腔结构本身的稳定性问题也是重要因素。另外,现有的DFB激光器的物理模型是建立在笼统布拉格衍射条件下,并不能够完全解释实验中的现象,也不能够为DFB微腔的设计提供全面、具体的指导。因此,本文研究了DFB微腔中具体光物理学过程,并研究了光泵浦过程对微腔性能调制作用。 首先,利用干涉光刻制备了光刻胶光栅结构,然后在其上面旋涂有机半导体薄膜,制备分布反馈式有机半导体激光器,进而,研究光泵浦过程对器件形貌变化、光物理学性能的调制作用。本论文研究工作主要包含以下内容: (1)研究了光泵浦引起的有机半导体DFB微腔表面形貌的调制作用。发现由于光致交联、光热效应等作用,有机半导体薄膜由“悬铺”在光栅顶部变为“贴合”到光栅底部表面,导致膜层厚度和微腔有效折射率发生变化。 (2)研究了泵浦光辐照对微腔输出的光谱学特性的调制作用。上述表面形貌的变化导致了荧光发射光谱随发射角的分布特性整体发生了蓝移。这是由于光致表面形貌的变化导致了DFB微腔有效折射率的降低。 (3)建立了DFB微腔输出特性的新模型。已有研究认为,一阶Bragg衍射是DFB微腔输出的物理学过程。我们发现二阶Bragg衍射提供腔内光学反馈和普通的光栅衍射决定了激光的输出特性。