Organic Dye-Doped PMMA Thin-Film Laser

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Organic dye-doped laser is very interesting because it can be applied in different fields. Several organic dyes can be doped in a polymer matrix to realise organic solid-state laser. Poly(methyl methacrylate) (PMMA) is a low-priced polymer. However, the studies of PMMA as a polymer matrix for organic dyes as a thin-film laser were not extensive. This thesis focused on the feasibility of organic dye-doped PMMA as a thin-film laser.
Six different sample designs were suggested to determine the best sample model with the best lasing properties. The best sample design was found, in which the gain medium was sandwiched in between the substrate and the layer of photoresist (EpoClad), in which the grating structure was built on top of the EpoClad layer. The layer thickness of the best sample model was modified to assure the performance. A narrow FWHM ( <1 nm) and an obvious lasing threshold were observed. The laser state of the samples was confirmed by the modification of the dye concentration and the grating periods. Six various organic dyes could be doped in PMMA to function as a thin-film laser. A selected sample stood the potential to detect e.g. sugar concentration.

Mit organischen Farbstoffen dotierte Laser sind sehr interessant, da sie in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden können. Verschiedene organische Farbstoffe können in eine Polymermatrix dotiert werden, um organische Festkörperlaser zu realisieren. Poly(methylmethacrylat) (PMMA) ist ein preisgünstiges Polymer. Die Studien über PMMA als Polymermatrix für organische Farbstoffe als Dünnschichtlaser waren jedoch nicht sehr umfangreich. Diese Arbeit konzentrierte sich auf die Machbarkeit von mit organischen Farbstoffen dotiertem PMMA als Dünnschichtlaser.
Es wurden sechs verschiedene Probendesigns vorgeschlagen, um das beste Probenmodell mit den besten Lasereigenschaften zu ermitteln. Das beste Probendesign wurde gefunden, bei dem das Verstärkungsmedium zwischen dem Substrat und der Photoresistschicht (EpoClad) eingeschlossen war, wobei die Gitterstruktur auf der EpoClad-Schicht aufgebaut wurde. Die Schichtdicke des besten Probenmodells wurde geändert, um die Leistung zu gewährleisten. Es wurden eine schmale FWHM (<1 nm) und eine deutliche Laserschwelle beobachtet. Der Laserzustand der Proben wurde durch die Änderung der Farbstoffkonzentration und der Gitterperioden bestätigt. Sechs verschiedene organische Farbstoffe konnten in PMMA dotiert werden, um als Dünnschichtlaser zu funktionieren. Eine ausgewählte Probe hatte das Potenzial, z. B. die Zuckerkonzentration zu messen.