不同液晶相液晶隨機(jī)激光特性研究.pdf

1、隨機(jī)激光不需要外加諧振腔、光子的多重散射提供反饋。相比于傳統(tǒng)激光器，其制作成本低，尺寸小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有巨大的應(yīng)用價(jià)值。液晶隨機(jī)激光器就是以液晶作為無(wú)序散射介質(zhì)的隨機(jī)激光器，由于外場(chǎng)（溫度、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等）對(duì)液晶分子排列及相變的影響，液晶隨機(jī)激光具有溫度、電場(chǎng)等的可調(diào)控特性。液晶可分為向列相液晶、膽甾相液晶及近晶相液晶。對(duì)不同液晶相液晶材料的選擇可以實(shí)現(xiàn)液晶隨機(jī)激光的不同出射特性。本論文綜述了向列相液晶隨機(jī)激光及手征性液晶隨機(jī)激光的研究動(dòng)態(tài)

2、，基于向列相液晶及膽甾相液晶的性質(zhì)，研究了摻染料向列相液晶(DDNLC:Dye Doped NematicLiquid Crystal)隨機(jī)激光及摻染料膽甾相液晶(DDCLC: Dye Doped Cholesteric LiquidCrystal)隨機(jī)激光。
　　相對(duì)于膽甾相液晶，向列相液晶的有序度更低，因此DDNLC隨機(jī)激光泵浦閾值比DDCLC激光要高。本文研究了DDNLC液晶盒樣品結(jié)構(gòu)參數(shù)（摩擦取向、盒厚、及外加反饋）對(duì)DD

3、NLC隨機(jī)激光出射特性（出射譜線，泵浦閾值）的影響。研究發(fā)現(xiàn)選擇合適的樣品結(jié)構(gòu)參數(shù)可以降低DDNLC隨機(jī)激光的泵浦閾值。相對(duì)于雙面垂直摩擦取向的DDNLC樣品（3uJ/pulse，以200um樣品為例），雙面平行同向及雙面平行反向摩擦取向的DDNLC樣品出射隨機(jī)激光泵浦閾值更低（2uJ/pulse，以200um樣品為例）。而當(dāng)液晶盒盒厚為142um至245um時(shí)，出射隨機(jī)激光的泵浦閾值最低(可低至1.2uJ/pulse)。在DDNLC液

4、晶盒樣品加了外部反饋后，向列相液晶隨機(jī)激光泵浦閾值從4.2uJ/pulse降低至1.5uJ/pulse。同時(shí)本文還研究了盒厚及摩擦取向?qū)DNLC隨機(jī)激光電壓調(diào)控特性（閾值電壓及關(guān)斷電壓）的影響，為低功耗DDNLC隨機(jī)激光的實(shí)際應(yīng)用提供了有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)參考。
　　將手性劑S811、向列相液晶E7以及染料PM597混合，按照不同的配比制備了兩種摻染料膽甾相液晶盒樣品，分別實(shí)現(xiàn)了隨機(jī)激光和邊帶激光的出射。對(duì)摻雜15wt％手性劑S811的

5、DDCLC液晶盒樣品加溫，實(shí)現(xiàn)了膽甾相液晶隨機(jī)激光的關(guān)斷。對(duì)摻雜26.6wt％手性劑S811的DDCLC液晶盒樣品加溫，當(dāng)樣品溫度從27℃增加到29℃時(shí)，樣品出射的為邊帶激光，并且隨著溫度的升高，邊帶激光波長(zhǎng)藍(lán)移;而當(dāng)樣品溫度升高至32.1℃時(shí)，樣品出射的為隨機(jī)激光，其泵浦能量閾值為8uJ/pulse，實(shí)現(xiàn)了邊帶激光和隨機(jī)激光的切換。最后，在摻染料向列相液晶盒外加一層膽甾相液晶反射鏡，制作了雙層液晶盒樣品。隨著溫度的升高，膽甾相液晶層反