【摘要】：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),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 Nematic Liquid Crystal)隨機(jī)激光及摻染料膽甾相液晶(DDCLC:Dye Doped Cholesteric Liquid Crystal)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)DDNLC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,膽甾相液晶層反射帶藍(lán)移,由于膽甾相液晶的旋光性及選擇性反射特性、實(shí)現(xiàn)了該雙層液晶盒樣品中摻染料向列相液晶出射的隨機(jī)激光線偏振方向的偏轉(zhuǎn)及線偏振度的降低。在同一器件中實(shí)現(xiàn)偏振狀態(tài)的轉(zhuǎn)換、拓寬了液晶隨機(jī)激光的應(yīng)用領(lǐng)域。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN244

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本文編號(hào)：2787744