【摘要】：隨機(jī)激光是由多重散射來提供光學(xué)反饋、可制作集成到幾十微米甚至更小尺寸的一類特殊的激光輻射,在擁有重要的基礎(chǔ)研究意義的同時(shí),它也展現(xiàn)出極為廣泛的應(yīng)用前景。在眾多用于實(shí)現(xiàn)隨機(jī)激光的介質(zhì)中,液晶材料憑借其獨(dú)特的、外場(chǎng)可控的物理性質(zhì)而倍受關(guān)注。本論文從向列液晶隨機(jī)激光目前尚存的一些問題出發(fā),證明不受邊界影響、相干的液晶隨機(jī)激光行為的存在,研究邊界對(duì)輻射隨機(jī)激光的影響。進(jìn)而,以盒狀液晶樣品作為研究對(duì)象,對(duì)液晶隨機(jī)激光的模式行為和動(dòng)態(tài)演化進(jìn)行測(cè)試表征,且在染料摻雜濃度不同的情況下研究泵浦脈沖導(dǎo)致的液晶非線性光學(xué)效應(yīng)對(duì)輻射隨機(jī)激光的影響。以比色皿中染料摻雜的向列液晶作為樣品,表征了隨機(jī)激光的閾值、模式及輻射場(chǎng)的角分布等基本特征,實(shí)現(xiàn)了溫度可控、模式隨機(jī)分布的隨機(jī)激光輻射,還證明了不受邊界影響、相干的液晶隨機(jī)激光行為的存在。進(jìn)而,制備特征尺寸與泵浦面積相當(dāng)?shù)暮袪�、棒狀液晶樣�?以此研究了邊界反射對(duì)隨機(jī)激光輻射的模式、偏振及方向性的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：邊界構(gòu)成的腔結(jié)構(gòu)能夠驅(qū)使隨機(jī)激光模式分布從隨機(jī)向近等間距的有規(guī)律方向發(fā)展,使得隨機(jī)激光出現(xiàn)類腔模的激光輻射行為,這種共振模式與隨機(jī)模式間的競(jìng)爭(zhēng)或轉(zhuǎn)變依賴于邊界結(jié)構(gòu)、泵浦面積等因素；通過機(jī)械方式調(diào)節(jié)泵浦位置能夠顯著改變樣品再吸收的強(qiáng)弱,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)隨機(jī)激光輻射波長的調(diào)控。通過改變?nèi)玖蠐诫s向列液晶這一特殊的無序增益介質(zhì)膜的厚度和濃度,對(duì)影響液晶輻射隨機(jī)激光模式的因素進(jìn)行了探索研究。在輻射的液晶隨機(jī)激光光譜中,整體的波長位置與泵浦位置、介質(zhì)膜厚度無關(guān),而與液晶中摻雜染料的濃度有關(guān)。光譜細(xì)微結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的類F-P腔模式與介質(zhì)膜的厚度有關(guān),模式間的平均間距與介質(zhì)膜厚度大致滿足諧振腔理論�；诒闷置}沖自身在染料摻雜濃度較高的樣品中產(chǎn)生的液晶非線性光學(xué)效應(yīng),實(shí)現(xiàn)了泵浦閾值、泵浦效率及最佳輸出對(duì)泵浦脈沖入射角度強(qiáng)烈依賴的隨機(jī)激光輻射。基于染料重?fù)诫s樣品輻射液晶隨機(jī)激光隨泵浦光能量、角度變化顯現(xiàn)出的特殊的依賴特性,從理論上分析了納秒泵浦脈沖引起的液晶非線性效應(yīng)調(diào)控隨機(jī)激光的機(jī)制,理論預(yù)言結(jié)果與實(shí)驗(yàn)觀測(cè)現(xiàn)象符合得較好。
【圖文】：

圖１－２隨機(jī)激光的波長調(diào)控手段（文獻(xiàn)［２３］中原圖）逡逑應(yīng)用方面，，目前研究人員已在光子條紋碼及識(shí)別、癌癥診斷、無散斑生物逡逑像、光電池存儲(chǔ)、納米尺度的傳感器等諸多領(lǐng)域找到了隨機(jī)激光的潛在應(yīng)用逡逑－３邋－逡逑

逡逑圖１－１基于不同機(jī)制的隨機(jī)激光（文獻(xiàn)［２３］中原圖）逡逑ｐｕｍｐ邋ｓｈａｐｅ；邋Ｐｈｏｔｏｎｉｃ邋ｇｌａｓｓ：邋Ｏｕａｎｔｕｍ邋ｄｏｔｓ．邐ＩｎＧａＡｓＰ．逡逑Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ－邋ｐａｒｔｉｃｌｅ邋ｓｉｚｅ邋ｐａｌｉｃｌｃ邋ｓｉｚｅ；邐ＰＣ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｃｏｎｔｒｏｌ逡逑ＴａｎｄＥｃｏｎｔｍｌ邐了邋ｃｏｎｔｒｏｌ逡逑（ｌｉｑ邋山邋ｄ邋ｃｒｙｓ邋化邋Ｉ）逡逑圖１－２隨機(jī)激光的波長調(diào)控手段（文獻(xiàn)［２３］中原圖）逡逑應(yīng)用方面，目前研究人員已在光子條紋碼及識(shí)別、癌癥診斷、無散斑生物逡逑成像、光電池存儲(chǔ)、納米尺度的傳感器等諸多領(lǐng)域找到了隨機(jī)激光的潛在應(yīng)用逡逑－３邋－逡逑
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN24


本文編號(hào)：2567036