可調(diào)諧染料摻雜液晶激光器的研究.pdf

1、液晶激光器是一種將激光染料摻雜到液晶中，并利用光子禁帶或多重散射提供光反饋的新型激光器。由于其特殊的結(jié)構(gòu)和激發(fā)機(jī)制，液晶激光器具有可調(diào)諧、窄線寬、激發(fā)閾值低和尺寸微小等優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)勢使得液晶激光器在光學(xué)集成、激光顯示、醫(yī)學(xué)和光通訊等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。本文從理論模擬和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面對可調(diào)諧液晶激光理論和其產(chǎn)生激光輻射的機(jī)理進(jìn)行了闡述，設(shè)計(jì)制作了溫度調(diào)諧負(fù)性液晶激光器，電場調(diào)諧液晶激光器和染料摻雜聚合物分散液晶激光器。本文采用染料摻雜手

2、性向列相液晶作為增益介質(zhì)，器件激光輻射機(jī)制為光子禁帶末端激光(Band-edge Lasing)。
　　本文在光子晶體理論基礎(chǔ)上討論了平面織構(gòu)態(tài)手性向列相液晶結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并利用Berreman’s4×4矩陣模擬了平面織構(gòu)態(tài)手性向列相液晶器件的透射特性，基于布拉格選擇反射理論討論了其光子禁帶特性。采用染料摻雜負(fù)性手性向列相液晶設(shè)計(jì)制作了溫度調(diào)諧液晶激光器，利用楔形液晶盒測量了其螺距隨溫度的變化，發(fā)現(xiàn)本文使用的負(fù)性手性向列相液晶螺距隨溫

3、度升高而增加。當(dāng)溫度從20℃升高到67℃時(shí)，輸出波長從614.4 nm紅移到662.8nm，器件光子禁帶中心波長也隨之紅移且禁帶寬度逐漸變窄。設(shè)計(jì)了兩種電極結(jié)構(gòu)對正性和負(fù)性手性向列相液晶激光器分別施加垂直螺旋軸和平行螺旋軸方向的電場。從器件織構(gòu)、透射譜、激光輸出特性等方面分析了液晶激光器件的電場調(diào)諧特性，正性和負(fù)性液晶激光器分別獲得范圍約為8nm和18.5nm的電場調(diào)諧激光輸出。采用微膠囊法制備了聚合物分散液晶薄膜激光器，研究了其激光輻