一种基于多孔生物材料制备的随机激光器及其制备方法

本发明涉及随机激光器，具体涉及一种基于多孔生物材料制备的随机激光器及其制备方法。

背景技术：

1、相较于传统的激光器，随机激光器不需要谐振腔结构，仅依托泵浦光源与增益介质即可实现激光输出，具备低相干性、发射能量高、半高宽窄等独特优势，在光学传感、精密检测等领域具备广阔应用前景。随机激光的核心判定依据为辐射机制的转变，当泵浦能量达到临界阈值时，器件发光可由放大自发辐射转变为受激辐射，发射光谱由宽谱快速窄化，半高全宽显著压缩、激射强度大幅提升，阈值性能是衡量随机激光器性能优劣的关键指标。

2、目前现有随机激光器多采用人工合成材料制备，虽可实现基础激射功能，但材料存在生物兼容性差、无法自然降解等缺陷，难以适配绿色低碳的产业发展趋势，限制了随机激光技术在生物医疗、海洋环境监测等绿色场景的推广应用。随着绿色光子学快速发展，开发生物兼容、可降解、环境友好的天然光学材料，研制低阈值、性能稳定的环保型随机激光器，已成为本领域的研究热点与技术突破方向。

3、天然海洋生物材料具备与生俱来的生物可降解性与生物相容性，是制备绿色光电器件的理想基材，也是当前绿色光子学的重点研究方向。我国海南热带海域拥有丰富独特的海洋生物资源，其中珊瑚类生物具备特殊的天然多孔微观形貌与生物矿化结构，同时具备良好的光学透过性能，天然结构优势显著，适配激光器件的制备需求。

4、然而，尽管天然珊瑚材料具备适配随机激光器件的天然结构与光学优势，但是，目前行业内尚未成熟的利用珊瑚制备随机激光器的技术手段，尤其缺少基于天然珊瑚基材研发低阈值、性能稳定的环保型随机激光器的核心技术与制备方案。

5、即现有研究未能充分挖掘天然珊瑚的光学结构优势，存在“利用珊瑚基制备性能良好、绿色可降解随机激光器”的技术空缺。因此，目前亟需一种利用具有多孔结构的珊瑚为基底制作兼备低阈值、性能稳定的环保型随机激光器。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种基于多孔生物材料制备的随机激光器及其制备方法，旨在解决上述问题。

2、本发明提供了一种基于多孔生物材料制备随机激光器的制备方法，包括以下步骤：

3、s1，珊瑚基材清洗：冲洗珊瑚原材并切割为大块珊瑚，使用去离子水对大块珊瑚进行再次冲洗，随后将大块珊瑚切割成直径较小的珊瑚块，将珊瑚块依次用去离子水和无水乙醇进行清洗；

4、s2，干燥处理：将清洗后的珊瑚块进行干燥处理；

5、s3，真空脱气处理：将珊瑚块置于负压环境下以消除其内部孔隙的微量空气；

6、s4，制备染色溶液：使用pm597粉末、甲苯溶液和液晶材料配置染色溶液。

7、s5，珊瑚块浸润染色：使用s4步骤中配置好的染色溶液对珊瑚块进行浸润染色操作；

8、s6，染料固化：染色后的珊瑚块用容器装盛并进行干燥处理获得随机激光器样品。

9、优选地，在s1步骤中，用去离子水和无水乙醇清洗珊瑚块的操作为：

10、操作（1）：将珊瑚块置于烧杯中，并倒入去离子水浸没珊瑚块，将整个烧杯置于超声波清洗机处持续超声波振荡清洗5~10 min；

11、操作（2）：将去离子水清洗后的珊瑚块置于新的烧杯中，并倒入无水乙醇浸没珊瑚块，将该烧杯置于超声波清洗机处持续超声波振荡清洗5～10 min。

12、优选地，在s1步骤使用去离子水和无水乙醇清洗珊瑚块的操作中，重复多次操作（1）和操作（2）。

13、优选地，在s2步骤中的干燥处理方式为：

14、用培养皿盛放珊瑚块在通风橱静置30min沥干表面无水乙醇，随后放入真空干燥箱中，在40~45℃和表压-0.055~-0.065mpa的环境下下，恒温干燥2h。

15、优选地，经过步骤s2干燥处理的珊瑚块，在s3步骤中进行真空脱气的操作为：

16、将放置有珊瑚块的培养皿继续放在真空干燥箱中，在表压-0.08~-0.095mpa下，将温度调为20~25℃，恒温静置45~60min。

17、优选地，在s3步骤中的真空脱气结束后，通过真空干燥箱控制其内部的压力缓慢回升至常压。

18、优选地，s5步骤中对珊瑚块的染色操作为：

19、将s4步骤制得的染色溶液倒入放置珊瑚块的容器中，并浸没珊瑚块，放置2~3h。

20、优选地，s6步骤进行干燥处理的操作为：

21、将经过步骤s5染色后的珊瑚块取出，置于培养皿上静置5~10min，随后放入真空干燥箱中，在35~40℃和表压-0.06~-0.07mpa下，干燥30min，并在干燥结束后缓慢泄压至常压，随后取出培养皿，完成珊瑚块染色后的固化操作。

22、优选地，步骤s4配置染色溶液的操作为：

23、称量pm597染料粉末并将其溶解于甲苯溶液中得到10mg/ml的pm597-甲苯溶液；

24、按pm597染料与液晶材料的质量比为1:10的比例，在制备好的pm597-甲苯溶液中加入液晶材料并充分混合。

25、基于上述实施例相同的发明构思，本发明还提供了一种基于多孔生物材料制备随机激光器的制备方法所制得的随机激光器。

26、相对现有技术，本发明至少具有以下有益效果：

27、通过珊瑚基材清洗、干燥处理、真空脱气处理、制备染色溶液、珊瑚块浸润染色、染料固化等制备方法制备以珊瑚该多孔生物材料为基底的随机激光器，形成从珊瑚基材裁切、清洗、预处理、染色到染料固化的全流程步骤，各工序边界清晰，便于工艺参数标定、重复试验，形成可落地的标准化制备方案，实现利用珊瑚制备性能稳定的随机激光器，填补天然珊瑚基随机激光器成套制备技术空缺，而且，该制备方法针对珊瑚多孔结构进行优化，能够有效清洁珊瑚孔隙并脱除孔内气体，提升珊瑚内部有效增益介质分布密度，增大光场与增益物质重叠程度，有利于获得更低激光阈值，制作出兼备低阈值、性能稳定的环保型随机激光器。

1.一种基于多孔生物材料制备随机激光器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于多孔生物材料制备随机激光器的制备方法，其特征在于，在s1步骤中，用去离子水和无水乙醇清洗珊瑚块的操作为：

3.根据权利要求2所述的一种基于多孔生物材料制备随机激光器的制备方法，其特征在于，在s1步骤使用去离子水和无水乙醇清洗珊瑚块的操作中，重复多次操作（1）和操作（2）。

4.根据权利要求1所述的一种基于多孔生物材料制备随机激光器的制备方法，其特征在于，在s2步骤中的干燥处理方式为：

5.根据权利要求4所述的一种基于多孔生物材料制备随机激光器的制备方法，其特征在于，经过步骤s2干燥处理的珊瑚块，在s3步骤中进行真空脱气的操作为：

6.根据权利要求5所述的一种基于多孔生物材料制备随机激光器的制备方法，其特征在于，在s3步骤中的真空脱气结束后，通过真空干燥箱控制其内部的压力缓慢回升至常压。

7.根据权利要求1所述的一种基于多孔生物材料制备随机激光器的制备方法，其特征在于，s5步骤中对珊瑚块的染色操作为：

8.根据权利要求1所述的一种基于多孔生物材料制备随机激光器的制备方法，其特征在于，s6步骤进行干燥处理的操作为：

9.根据权利要求1所述的一种基于多孔生物材料制备随机激光器的制备方法，其特征在于，步骤s4配置染色溶液的操作为：

10.根据权利要求1~9任一项所述的一种基于多孔生物材料制备随机激光器的制备方法所制得的随机激光器。