近日，我院光电信息科学与工程系张俊喜研究员课题组在基于银纳米棒阵列表面等离激元共振腔与发光体的耦合实现可调谐表面等离激元随机激光方面取得新进展，相关研究成果以"Tunable Plasmonic Random Laser Based on Emitters Coupled to Plasmonic Resonant Nanocavities of Silver Nanorod Arrays"为题，发表于Advanced Optical Materials (2022, 10: 2200426)。

随机激光通常是由无序光学增益介质中的多重光散射产生的，这与传统激光有根本不同。由于没有光学腔，目前对随机激光的发射特性特别是发射波长的控制仍然面临挑战。尽管表面等离激元随机激光具有良好的控制性能，但迄今为止，大多数等离激元随机激光的研究仍然集中在无序金属纳米粒子的散射放大上。

该研究采用电沉积方法在阳极氧化铝模板中制备银纳米棒阵列表面等离激元共振腔，进一步将表面等离激元共振腔与尼罗红/聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）发光体进行耦合实现可调谐随机激光。这种表面等离激元随机激光具有非常强而窄的发射峰和非常低的激光阈值（22.8 微焦），这源于等离激元共振能量转移（PRET），基于纳米共振腔中的强局域电场增强了尼罗红/PMMA的吸收、散射和激发速率，以及无序-有序杂化银纳米棒阵列产生增强的多重光散射。通过控制银纳米棒阵列的长度实现对表面等离激元共振腔高阶谐波模式的调控，基于共振腔不同阶谐波模式实现随机激光发射波长从623 nm到654 nm较宽光谱范围的调控。该研究不仅提供了一种实现可调谐随机激光的新思路，而且在传感和医学领域有潜在应用。

图1. 基于银纳米棒阵列表面等离激元共振腔与尼罗红/PMMA耦合的可调谐表面等离激元随机激光

图2.研究成果作为同期封底文章报道

硕士生王飞完成了样品制备、光学仿真和部分性能测试工作，张俊喜研究员和博士生牛力捷完成测量光路优化及部分样品表征和性能测试工作。张俊喜研究员和安徽大学胡志家教授为论文通讯作者。

该研究成果得到国家自然科学基金面上项目、欧盟第七框架计划（FP7）玛丽·居里行动人才项目、中央高校基本科研业务费专项等支持。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.202200426

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.202270040