激励光强对氧化锌纳米棒中回音壁模紫外受激辐射特性的影响

基于气相传输法制备具有六方对称截面棒状的氧化锌样品,在应用扫描电子显微镜和X-射线衍射仪进行结构表征后,室温下以中心波长为355 nm的纳秒脉冲激光激发,研究激励光强变化对其紫外受激辐射特性影响。实验中发现,当激励光功率密度提高至225 kW/cm2左右时,在宽谱自发辐射背景中初步观测到中心波长为393 nm的低阈值、高Q值的受激辐射;此时,进一步提高激励光功率密度,辐射光强会迅速提高,辐射模式与波长基本稳定;继续提高激励光强至450 kW/cm2左右时,受激辐射光强随激励光强的增加呈饱和现象,辐射模式数相对稳定但各模式中心呈现波长连续红移。理论分析表明,所观测的受激辐射具有典型回音壁模谐振模特征,辐射模式和光强随激励条件变化,与样品中激子激子非弹性碰撞散射后的复合发光机制有关;高功率密度激励条件下辐射强度饱和、各模式中心波长的连续红移,与样品Mott相变后的库仑屏蔽效应、能级重整以及自由载流子的无辐射复合有关。