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近期，0638太阳集团备用网址-0638.com上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室研究团队与0638太阳集团备用网址-0638.com大学杭州高等研究院合作，在卤化物钙钛矿薄膜单模激光器研究方面取得了进展。相关研究成果以Ionic Solvent-Assisted MAPbBr₃ Perovskite Film for Two-Photon Pumped Single-Mode Laser为题，发表在《物理化学快报杂志》（The Journal of Physical Chemistry Letters）上。

纳米级的小型化相干光源是光子集成回路的核心。当激光器的体积接近衍射极限时，便需要权衡激光性能及其物理尺寸之间的关系，而这使得亚波长尺度的全介质激光器较难实现。特别是对于钙钛矿薄膜激光器来说，通常需要一个复杂的外部腔体来提供光反馈。

本研究使用新颖的离子液体醋酸甲胺（MAAc）作为钙钛矿前驱体溶剂，在大气环境中通过一步法旋涂制备了具有大晶粒、低缺陷的钙钛矿薄膜。相比于传统的反溶剂方法制备的钙钛矿薄膜，离子液体辅助制备的钙钛矿薄膜的乌尔巴赫带尾能量从81.4 meV降低至49.7 meV，结晶质量明显提升，荧光强度增大2倍，增益系数从285 cm^-1提升至 638 cm^-1。该研究结合300nm厚度的增益介质，采用60nm厚度的紫外胶层和石英衬底，构建了“三明治”结构，在室温下实现了双光子激发的阈值仅为261.2 uJ/cm²的单模激光发射，具有高达78.6%的偏振度和0.35 nm的窄线宽。这一结构紧凑、简单的亚波长钙钛矿激光器，有望为未来集成小型化芯片光源提供可行的解决方案和有效的策略。

研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和上海市“科技创新行动计划”的支撑。

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离子液体辅助钙钛矿薄膜的激光特性