染料摻雜手性向列相液晶激光器研究獲得新的進展

• 2018年1月29日 YaoEnHua來源：中國化工網(wǎng) 222 6
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  2018-2023年中國氣體激光器件市場深度全景調(diào)研及“十三五”發(fā)展前景預(yù)測報告

  在現(xiàn)代市場經(jīng)濟活動中，信息已經(jīng)是一種重要的經(jīng)濟資源，信息資源的優(yōu)先占有者勝，反之則處于劣勢。中國每年有近百萬家企業(yè)倒閉，對于企業(yè)經(jīng)營而言，因為失誤而出局，極有可能意味著從此退出歷史...

自從激光器被首次研制出來，對適應(yīng)性更強的激光器的需求有增無減。手性向列相液晶(CLC)是一類有望塑造未來激光器使用方式的新興設(shè)備，因為它們擁有較低閾值、易于制造，并且可在更廣范圍的電磁譜內(nèi)進行調(diào)諧。

自從激光器被首次研制出來，對適應(yīng)性更強的激光器的需求有增無減。手性向列相液晶(CLC)是一類有望塑造未來激光器使用方式的新興設(shè)備，因為它們擁有較低閾值、易于制造，并且可在更廣范圍的電磁譜內(nèi)進行調(diào)諧。關(guān)于如何在這些設(shè)備中選擇頻帶邊沿模式——決定了發(fā)送激光的能量——的最新工作，或許為將來的激光器如何被調(diào)諧帶來了希望。

激光腔由一種摻雜有熒光染料的手性向列相液晶形成。這種液晶會在激光腔中創(chuàng)建光子帶隙。一個科研團隊展示了一種僅通過應(yīng)用20伏電壓，便能使激光器在光子帶隙長波長和短波長邊沿之間電動轉(zhuǎn)換發(fā)射物的技術(shù)。他們在美國物理聯(lián)合會(AIP)所屬《應(yīng)用物理快報》上報告了這一成果。

“我們的貢獻是找到了一種改變CLC結(jié)構(gòu)中增益介質(zhì)(熒光染料)躍遷偶極矩方向的方法，并且在無須調(diào)諧光子帶隙位置的情形下實現(xiàn)了長波長和短波長邊沿之間的模式選擇。”論文作者之一Chun-Ta Wang介紹說，“我們還展示了一種聚合物穩(wěn)定的CLC系統(tǒng)，而這改善了激光器的穩(wěn)定性、發(fā)送激光的能力以及閾值電壓?！?/p>

CLC激光器通過一系列自組裝成螺旋形模式并在隨后充當激光器腔室的液晶發(fā)揮作用。這些螺旋狀結(jié)構(gòu)是手性的，意味著它們在同一方向作螺旋式移動。這使得它們可在較廣的波長范圍內(nèi)被調(diào)諧。雖然很多諸如DVD播放機中使用的雷射二極體等激光器被固定在一種顏色上，但很多CLC激光器可被調(diào)諧成在可見光光譜范圍內(nèi)外的多種顏色。

除了調(diào)諧激光波長，一個探索的熱點領(lǐng)域是發(fā)現(xiàn)通過將激光模式從一個光子帶隙邊沿轉(zhuǎn)換到另一個從而調(diào)諧波長的不同方法。迄今為止，一些嘗試表明有可能在長、短波長邊沿之間轉(zhuǎn)換。Wang帶領(lǐng)的團隊證實，這種模式轉(zhuǎn)換是可能的。其方法是：將直流電場應(yīng)用到熒光染料中，從而在不影響帶隙光譜位置的情況下改變有序參數(shù)。研究人員通過改變液晶和染料的比率并且利用光導(dǎo)纖維光譜法記錄激光輸出值，測試了3種混合物。他們發(fā)現(xiàn)，所有樣本都有可能從短波長邊沿轉(zhuǎn)換到長波長邊沿發(fā)送激光。而且，聚合物穩(wěn)定的平面CLC樣本能利用額外的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性反過來轉(zhuǎn)換兩種模式，并且表現(xiàn)出改良的性能和閾值電壓。

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