【编者按】
为进一步培养我校研究生创新能力,提高研究生综合素质,促进学校研究生教育内涵发展,特推出“优博风采”专栏,邀请校级及以上优秀博士学位论文获得者分享科研历程与学术体会、展示创新成果与学位论文等,旨在激励我校研究生秉持“不息为体,日新为道”校训精神,潜心研究、锐意创新。
本期专访人物:光学工程学科博士研究生 葛坤
所获奖励名称:2023年北京工业大学优秀博士学位论文
【道阻且长,行则将至】
读博就像是一种修行,要耐得住寂寞,才能守得住繁华。科研之路从来不是一帆风顺的,要有良好的抗压能力,焦虑会经常陪伴着我们,焦虑是对的,说明我们想做的更好。博士阶段的科研生活大部分情况下是枯燥的,需要较强的自控能力保证科研的时间,在科研中安静下来,沉淀自己,制定目标,奋力前行,有弹性的规划时间,就不会把科研当负担,反而是一种享受,追逐科研本就应是一种享受乐趣的过程。
【博士论文介绍】
论文中文题目:红绿蓝有机半导体回音壁激光特性研究
论文英文题目:CHARACTERISTICS OF RGB WHISPERING GALLERY MODE LASER IN ORGANIC SEMICONDUCTORS
作 者:葛坤
指导教师:翟天瑞 教授
培养单位:理学部
学 科:光学工程
论文主要贡献及创新点
1.利用虹吸效应,在腔套微腔中实现了红绿蓝回音壁激光器。解决了在一个紧凑型光学微腔中同时实现多色激光出射的问题。在泵浦光激励下,实现了(32.1μJ/cm2)、窄线宽(0.025 nm)和高Q(2.5×104)的回音壁激光器。
图1 嵌套腔微腔的激光光谱及对应的荧光图像。
2.通过对微腔的设计,进一步提高了其色域覆盖范围。泵浦微腔的不同位置,实现了七种发射颜色的回音壁激光器,包括B、G、R、R+B、G+B、R+G以及RGB WGM激光器。其色域覆盖范围比商业化的标准空间色域范围大86.7%。
3.利用自组装法制备了杂化耦合腔,基于滤波效应实现了RGB单模激光发射。提高了RGB激光器的单色性和发光纯度。聚合物纤维作为优良的增益腔,产生多模WGM激光发射;PS微球作为被动腔提供了损耗通道,抑制了大多数激光模式,该耦合腔只支持一个激光模式振荡。更换不同发光波段的增益介质,实现了高发光纯度的RGB单模激光器。
4.电控制法调谐WGM激光共振模式。在低泵浦能量密度下,绝大部分激光模式被抑制,只有一个激光模式振荡;在高泵浦能量密度下,原被抑制的激光模式实现了受激放大。利用核壳腔在施加电压下产生焦耳热,电调控激光模式的移动量,调谐速率为15.3 pm/J。
5.机械法操纵WGM激光共振模式。利用微纳操纵法制备了准三维耦合腔,耦合腔由两个聚合物纤维组成,耦合腔结构可通过微操控进行动态调整。通过操控两个聚合物纤维间的耦合角度和耦合距离,实现了WGM激光共振模式的动态控制。基于耦合波理论,推导了耦合强度与耦合距离和耦合角度的解析解。
图2(a) 动态操纵激光共振模式示意图。(b) 泵浦示意图。(c) 数值模拟耦合腔的电场分布。(d) 单个微纤维腔的激光光谱。(e) 不同泵浦能量密度下的激光光谱。(f) 激光峰和FWHM与泵浦能量密度的关系。
【博士期间代表性科研成果】
作者攻 博期间取得与博士学位论文密切相关的代表性成果(不超过5项) |
序号 |
成果名称 |
成果来源 |
获得时间 |
1 |
Full-color WGM lasing in nested microcavities |
Nanoscale IF:7.790 |
2021.06.09 |
2 |
Pump-controlled RGB single-mode polymer lasers based on a hybrid 2D-3D μ-cavity for temperature sensing |
Nanophotonics IF:8.449 |
2021.10.29 |
3 |
RGB WGM lasing woven in fiber braiding cavity |
Sci. China Inform. Sci. IF:7.275 |
2022.03.10 |
4 |
Electrically tunable WGM lasing in a metal-dielectric core-shell hybrid microcavity |
Appl. Phys. Lett. IF:3.971 |
2022.06.07 |
5 |
Dynamic manipulation of WGM lasing by tailoring the coupling strength |
Opt. Express IF:3.833 |
2022.07.20 |
【与导师合影】
(图文:葛坤;编辑:胡春瀛;审核:高春娣、韩红桂)