光流控技術利用了光和液體的特性協(xié)同應用，產(chǎn)生出新的多樣性功能。在光流控技術發(fā)展的推動下，基于液相的相干光源或液體激光器受到越來越多的關注。然而，傳統(tǒng)液態(tài)光增益介質(zhì)（如染料分子）存在著激光閾值高、穩(wěn)定性差等難題。半導體量子點具有可溶液分散和較好的光穩(wěn)定性，是一種優(yōu)異的激光增益介質(zhì)。然而，在液相情況下，由于半導體量子點中光學增益的物理機制和影響因素尚不清晰，導致基于量子點的液態(tài)激光器鮮有報道。

針對以上難題，南京理工大學材料學院王躍教授課題組深入研究了液相量子點的光學增益特性，闡明了量子點在液相和固相情況下截然不同的物理性質(zhì)，揭示了制約液態(tài)量子點激光的物理機制。在此基礎上，發(fā)展了克服液相量子點光學損耗的界面調(diào)控新方法，有效提升了液相量子點的光學增益性能，進而設計了與量子點高品質(zhì)回音廊模式微流光腔，實現(xiàn)了低閾值的半導體量子點液態(tài)微腔激光器，相關結(jié)果發(fā)表在Laser and Photonics Reviews上。

這項工作以金屬鹵化物半導體量子點為例，通過瞬態(tài)吸收和詳細的光譜研究證明了納米晶本質(zhì)上是一種優(yōu)越的液體增益介質(zhì)，具有巨大的光學增益系數(shù)，并且首次揭示了膠體分散性差和泵浦誘導的納米晶失活是阻礙納米晶在液相下光學放大的主要機制，進而對納米晶進行合理的設計，解決了上述問題，實現(xiàn)了液相量子點的低閾值受激輻射。在此基礎上，該團隊設計并實現(xiàn)了集微流通道、光纖和量子點溶液于一體的微流控激光器。憑借納米晶出色的光增益特性和微流通道裝置提供的良好光反饋，這種新型的微流控激光器表現(xiàn)出極低的激光閾值、高品質(zhì)因子和偏振性。這些結(jié)果為發(fā)展下一代液體激光器提供了參考，并有助于推進光微流技術在生物檢測、環(huán)境監(jiān)控、可穿戴器件等領域的發(fā)展。

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