长春光机所在绿光波段实现基于碳纳米粒子的光泵浦激光

　　近日，中科院长春光学精密机械与物理研究所在绿光波段实现基于碳纳米点的光泵浦激光。该结果发表在国际期刊Advanced Functional Materials(DOI: 10.1002/adfm.201303352，SCI影响因子9.7)上，展示了一类基于碳纳米粒子的成本低、绿色环保、光稳定性好的新型激光材料。

　　发光碳纳米粒子是一类新兴的发光材料，其独特的优点(如化学稳定性，无光闪烁、耐光漂、无毒、优异的生物相容性)，已成为国际上的研究热点。碳纳米粒子的发光机理研究及光谱调控是该领域的研究难点。国际上认为，碳纳米粒子在绿光波段的发射是源自碳纳米粒子表面缺陷，而这种发光来源被认为很难实现激光。中科院长春光机所发光学及应用国家重点实验室曲松楠副研究员所在科研团队继研制出一种基于碳纳米粒子的具有生物相容性的荧光墨水(Advngew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 12215.)后，通过调控碳纳米粒子中氮元素的参杂含量和sp2 C的含量，实现了碳纳米粒子所发蓝光和绿光的调控，观测到碳纳米粒子在绿光波段的放大自发辐射现象，并首次实现碳纳米粒子在绿光波段的光泵浦激光。通过对所制备碳纳米粒子的结构和光学特性分析，证明所制备的碳纳米粒子在绿光波段的发光为本征发光。通过比对试验证明碳纳米粒子的光稳定性优于传统有机激光染料，预示碳纳米粒子可以作为一类成本低、绿色环保、光稳定性好的新型激光材料，在未来光电器件上具有潜在的应用。

　　此外，曲松楠副研究员所在科研团队首次基于具有双荧光发射的碳纳米粒子构筑比率型荧光探针，在水溶液体系可精确识别温度、pH值、Fe3+浓度(>0.04 μM)，促进了碳纳米粒子在生物成像、医疗检测、环境监测等领域中的应用。该成果发表在Nanoscale, 2013, 5, 5514(SCI影响因子6.2)上。

图1.(a)碳纳米粒子原子力扫描图;(b)碳纳米粒子乙醇溶液不同泵浦强度下的发射光谱;(c)碳纳米粒子激光远场光斑;(d)碳纳米点激光强度随偏振方向变化的曲线;(e)碳纳米点激光发射光谱和阈值曲线。