近期，中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室首次在新型二维全无机钙钛矿CsPb2Br5微片中基于两种微腔效应，成功实现了高稳定性、模式可调的高品质微纳激光。相关工作发表在《光子学研究》（Photonics Research）钙钛矿光子学专刊。
近年来，卤化物钙钛矿微纳结构取得了快速的发展，得益于其优异的光电特性，在低阈值微纳激光领域具有巨大的应用前景。然而，在同一钙钛矿微纳结构中，实现不同微腔效应的激光发射还鲜有报道。
研究团队利用溶液法制备了亚波长厚度，边长约4μm的二维钙钛矿CsPb2Br5微片，其正方形形貌可以形成天然的微腔结构。首先，采用超快光谱技术，发现钙钛矿微片的净光学增益在小于1ps的时间内快速建立，增益持续时间超30ps，非常利于实现受激发射。同时温度依赖的放大自发辐射研究表明其具有高的特征温度，即良好的热稳定性。最后，基于微腔效应，在正方形钙钛矿微片的对边方向，实现了低阈值（230μJ/cm2）的法布里-珀罗微腔上转换多模激光，其品质因子高达~3551，在钙钛矿微片激光中居于前列。进一步改变激发位置，在微片中得到了低阈值（~180μJ/cm2）、高品质因子（3374）的上转换单模回音壁激光。特别是与三维钙钛矿CsPbBr3微纳激光波长随泵浦强度发生明显蓝移（>0.4nm）不同，二维钙钛矿微片激光波长漂移小于0.1nm，表明其具有更优异的激光色度。
该工作得到国家自然科学基金、中科院先导B类专项、上海市优秀学术/技术带头人计划等项目的支持。（强场激光物理国家重点实验室供稿）