DOI:10.1016/j.jlumin.2020.117281

近年来，兼具光学活性和柔性的纳米结构因其在光子器件中的潜在应用而备受关注。本文报告了一种基于静电纺丝技术制备的柔性罗丹明B掺杂PMMA纳米纤维的随机激光器架构，其染料含量为1%和5%（w/w）。由于吸收平均自由程低，较低浓度的样品仅提供了非相干发射。最集中的激光器根据激发发生的样品的位置提供相干和不相干的随机激光发射。皮尔森（Pearson）的相关系数图与随机激光中已经建立的锁模过渡具有明显的对应关系。对连续发射光谱进行了时间映射，为相干发射光谱的模式竞争动力学提供了定性信息，为非相干随机激光发射光谱的跟踪谱线展宽和红/蓝移提供了一种高灵敏度的方法。所开发的系统可以进一步用于设计新颖微型化学和温度传感器。

图1：（a）5%（w/w）罗丹明B掺杂纤维的发射光谱和（b）积分发射强度，用于提高泵浦能量。在插图中，5%（w/w）罗丹明B掺杂的PMMA电纺纳米纤维样品的SEM图像。激光阈值约为1µJ/脉冲。

图2：样品中不同激发区域的发射光谱。泵的能量和亮点区域保持固定。在这种布置中，可能会出现非相干（a）和相干（b至f）的发射。所有光谱的激励脉冲能量均为5 µJ。

图3：对应于前五个泵浦脉冲（1-5）和对应于第500个脉冲的发射光谱，激励脉冲能量保持在5 µJ。大量的激励脉冲导致发射中亚纳米级的变化。

图4：通过在两个不同区域泵送样品并将激发能量固定为2 µJ，获得100个相干（a）和不相干（b）发射的相关图。在每个图的顶部，是典型的随机激光发射光谱。

图5：激发能量为2μJ的总共500个脉冲中，每100个激励脉冲（（a）100（b）200，（c）300，（d）400和（e）500）的相干发射的皮尔森相关图。动态模式竞争通过相关方差随时间的变化而得以证明。

图6：激发能量为2μJ的总共500个脉冲中，每100个激励脉冲（（a）100（b）200，（c）300，（d）400和（e）500）的非相干激光发射的皮尔森相关图。观测到明显的谱线展宽时间动力学。

图7：（a）前200个光谱和（b）共500个光谱的前三个和最后三个发射光谱的光谱比较，显示了亚纳米级的谱带加宽。激发能量保持在2 µJ。

图8：（a）非相干的随机激光发射光谱和（b）积分强度以及FWHM随泵浦能量的变化。观察到阈值约为2.5 µJ/脉冲。

图9：通过具有5 µJ能量的激励脉冲的（a）前100和（c）500发射的皮尔森相关图。实线突出显示的区域是虚线内标记的波长之间的区域。（b）和（d）分别是（a）和（c）中所考虑的光谱组的第一个和最后一个发射光谱。灰色区域表示在相关图中由虚线界定的相同波长区域。这些测量均使用5 µJ的激发能进行。