浙江大學(xué)在光子功能MOFs材料領(lǐng)域取得進(jìn)展
與單光子泵浦激光相比,多光子泵浦激光的激發(fā)波長位于長波波段,對生物組織的穿透性強(qiáng)、光學(xué)損傷小、空間選擇性高。具有高偏振度的多光子泵浦激光由于兼具偏振光和多光子泵浦激光的優(yōu)勢因而在醫(yī)學(xué)成像、光動力學(xué)治療等生物光子學(xué)領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景。然而,由于現(xiàn)有激光增益材料難以同時滿足大的多光子吸收截面和激射效率以及高度一致的取向性等要求,目前仍無法獲得高偏振度的多光子泵浦激光。 針對這一難題,浙江大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的錢國棟教授和崔元靖副教授課題組創(chuàng)新性地提出在金屬-有機(jī)框架材料(MOFs)的孔道中有序組裝有機(jī)激光染料來獲得高偏振度多光子泵浦激光的設(shè)計思路。他們采用鋅離子與多齒有機(jī)配體7-(4-羧基苯基)-3-羧基-喹啉配位合成了具有一維孔道的MOFs材料ZJU-68,并利用孔道的限域作用原位組裝且高度取向的有機(jī)激光染料分子,使其量子效率從溶液狀態(tài)的0.45%大幅提高到24.28%,同時利用MOFs單晶的天然晶面作為諧振腔的反射鏡面,首次獲得了高偏振度(大于99.9%)的三光子泵浦激光,其品質(zhì)因子Q值高達(dá)1700。這一研究思路為新型微腔激光材料和器件的設(shè)計制備提供了新的途徑和方法。相關(guān)成果“Polarized three-photon-pumped laser in a single MOF microcrystal”于3月17日在線發(fā)表于《自然·通訊》(Nat. Commun., 2016, DOI: 10.1038/ncomms11087)。該論文的第一作者為何樺浚,崔元靖和福建物構(gòu)所馬恩為共同第一作者,福建物構(gòu)所陳學(xué)元研究員課題組協(xié)助完成了激光性能的測試。 圖1.DMASM分子在MOFs材料ZJU-68中的原位組裝 |