本文關(guān)鍵詞：液晶隨機(jī)激光器件的制備與性能研究

  更多相關(guān)文章： 液晶隨機(jī)激光器 聚合物分散液晶膜 光子晶體光纖 環(huán)形腔理論 多重散

【摘要】：液晶隨機(jī)激光器利用摻雜激光染料的液晶作為散射介質(zhì),通過(guò)光子的多重散射提供光學(xué)反饋。作為一類新型的微腔激光器,液晶隨機(jī)激光器由于特殊的結(jié)構(gòu)和激發(fā)機(jī)制,具有尺寸小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,低激光閾值、易調(diào)諧、寬輻射波長(zhǎng)等特性,在微尺寸光源和生物醫(yī)療等領(lǐng)域顯示出廣闊的應(yīng)用前景。本文從理論分析和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面對(duì)隨機(jī)激光輻射特性進(jìn)行研究。設(shè)計(jì)制作了摻雜單種激光染料和多種激光染料的聚合物分散液晶膜隨機(jī)激光器件、填充染料摻雜手性向列相液晶的光子晶體光纖液晶隨機(jī)激光器件,實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的隨機(jī)激光輻射,并對(duì)隨機(jī)激光的輻射特性進(jìn)行了深入的分析。利用微膠囊法將摻雜激光染料PM597的手性向列型液晶與聚乙烯醇水溶液混合,制備聚合物分散液晶(polymer dispersed liquid crystal film,PDLC)膜。通過(guò)控制攪拌轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)30-40μm的小尺寸液晶微滴分布,有利于光的多重散射。利用激光作為泵浦源,在575-590nm波段獲得線寬為0.2nm的尖銳的、離散的隨機(jī)激光輸出,同時(shí)具有明顯的能量閾值特性。升高器件溫度,液晶呈現(xiàn)各向同性,導(dǎo)致輻射峰消失,實(shí)現(xiàn)了溫控特性。為了拓寬隨機(jī)激光的波長(zhǎng)范圍,選用激光染料PM597與激光染料DCM,制備了同時(shí)摻雜兩種激光染料的聚合物分散液晶膜。激光染料PM597和激光染料DCM的熒光峰位置不同,因此出射激光波段位置不同。對(duì)比摻雜單種激光染料的聚合物分散液晶膜激光器件,同時(shí)摻雜兩種激光染料使輸出波長(zhǎng)范圍變寬,隨機(jī)激光輻射峰出現(xiàn)在582nm~607nm波段。選用具有無(wú)截止單模傳輸特性的全反射型光子晶體光纖,將摻雜激光染料PM597的手性向列相液晶注入到光纖的微孔中。由于手性向列相液晶的螺旋結(jié)構(gòu),光在多重散射過(guò)程中形成閉合微腔,提供反饋,在600nm-650nm范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了線寬約為0.2nm-0.3nm的隨機(jī)激光輻射峰輸出。為研究隨機(jī)激光的溫控特性,調(diào)節(jié)器件溫度,作為強(qiáng)散射介質(zhì)的手性向列相液晶呈現(xiàn)出不同的分子取向和折射率分布,引起了隨機(jī)激光輻射峰強(qiáng)度的改變,最終導(dǎo)致隨機(jī)激光輻射消失。
【關(guān)鍵詞】：液晶隨機(jī)激光器 聚合物分散液晶膜 光子晶體光纖 環(huán)形腔理論 多重散
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN248
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 1 緒論11-17
• 1.1 課題研究的背景和意義11-12
• 1.2 液晶隨機(jī)激光器研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 2 液晶隨機(jī)激光器理論17-30
• 2.1 液晶17-22
• 2.1.1 液晶的分類17-19
• 2.1.2 液晶的光學(xué)特性19-21
• 2.1.3 液晶的應(yīng)用21-22
• 2.2 液晶激光器22-30
• 2.2.1 激光的產(chǎn)生22-25
• 2.2.2 激光器分類25-26
• 2.2.3 液晶隨機(jī)激光器輻射原理26-30
• 3 聚合物分散液晶膜隨機(jī)激光器件的研究30-39
• 3.1 聚合物分散液晶30-34
• 3.1.1 DDLC膜樣品制備30-33
• 3.1.2 DDLC膜的形態(tài)檢測(cè)33-34
• 3.2 DDLC膜隨機(jī)激光器件的性能檢測(cè)34-38
• 3.2.1 隨機(jī)激光閾值特性34-36
• 3.2.2 溫度對(duì)隨機(jī)激光輻射特性的影響36-37
• 3.2.3 隨機(jī)激光光斑能量分布37-38
• 3.3 本章小結(jié)38-39
• 4 聚合物分散液晶膜中寬波段隨機(jī)激光輻射的實(shí)現(xiàn)39-43
• 4.1 器材選取39
• 4.2 器件的制備及檢測(cè)39-40
• 4.3 寬波段的隨機(jī)激光輻射譜的測(cè)量及分析40-42
• 4.4 本章小節(jié)42-43
• 5 基于光子晶體光纖的隨機(jī)激光器件研究43-49
• 5.1 全反射型光子晶體光纖43-44
• 5.2 液晶光子晶體光纖隨機(jī)激光器件的制備44-45
• 5.3 液晶光子晶體光纖隨機(jī)激光器件的研究45-48
• 5.3.1 透射譜的測(cè)量45-46
• 5.3.2 隨機(jī)激光輻射特性及溫度特性46-48
• 5.4 本章小結(jié)48-49
• 結(jié)論49-50
• 參考文獻(xiàn)50-54
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果54-55
• 致謝55-56

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