迈向实用的圆偏振发光：基于碳点的圆偏振激光器

摘要

圆偏振发光(CPL)在量子计算、3D显示和生物成像等领域具有重要应用价值，但其实际应用面临不对称因子低、发光亮度低、方向性差和发射谱宽等挑战。为解决这些问题，圆偏振激光技术通过受激辐射放大和谐振腔模式选择，可显著提升CPL性能，实现高g值(接近理论极限2)、高亮度、窄线宽和强方向性的圆偏振光输出。目前，有机微晶、钙钛矿等材料虽能实现高g值圆偏振激光，但仍存在制备复杂、生物相容性差等问题。相比之下，碳点(CDs)因其制备简单、成本低、毒性小、易修饰和生物相容性好等优势，成为极具潜力的新型圆偏振增益介质。本文系统综述了圆偏振激光的材料体系、器件类型及应用进展，重点探讨了CDs作为增益介质的优势及其在3D显示、光学通信、信息加密和生物传感等领域的潜力，并展望了CDs圆偏振激光的未来发展方向和挑战，为推动高性能圆偏振激光器件的实用化进程提供了参考。

关键词

碳点 / 手性结构 / 圆偏振发光 / 圆偏振激光 / 不对称因子 / 增益材料

基金资助

国家自然科学基金项目(U24A2079,22575225,52203244); 中国博士后科学基金会(2025T180303); 河南省自然科学基金项目(242300421068)的资助