可调谐胆甾相液晶染料激光器的研究

摘要

胆甾相液晶分子周期性螺旋排列,是天然的一维光子晶体,掺杂DCM激光染料的胆甾相液晶在其形成的光子带隙边缘会形成激光出射,其波长可随电场和温度外场的改变而变化。激光染料掺杂的胆甾相液晶可调谐激光器具有光谱范围宽、无机械运动和低成本、低阈值、高灵敏度等特点,因而受到很多学者的关注。
　　基于胆甾相液晶螺距及液晶折射率随电场及温度的改变而连续变化,制作出胆甾相液晶盒,设计搭建了胆甾相液晶激光器,并通过改变实验条件对其进行研究。本论文主要包括以下内容:
　　1.通过液晶盒全波段透射谱,研究手性剂浓度对胆甾相液晶盒样品的禁带影响。
　　2.得到了DCM染料掺杂胆甾相液晶盒的激光特性,选择合适的光路实现单色性较好的激光。运用532纳米Nd:YAG激光器的出射激光作为泵浦光测量在不同电场及温度下的发射特性,激光发射波长随电场调谐范围为616.78纳米到607.75纳米,达到9.03纳米,随温度调谐范围为618.90纳米到594.76纳米,达到24.14纳米。同时研究了多层膜玻璃对本实验无明显改良作用。这样我们实现了出射激光在连续的波长范围内的可调谐。
　　3.研究取向处理、温度环境和胆甾相液晶旋向对激光效率的影响。有取向处理的液晶盒的阈值为18毫瓦,而没有取向处理的阈值是120毫瓦。温度对阈值的影响以同一个有取向处理的液晶盒为例,在20℃的时候,需要强度为18毫瓦的泵浦光才能实现激光的出射,当温度变化至40℃时,则需要强度为40毫瓦的泵浦光。左手旋向的胆甾相液晶具有更低的阈值(6.4毫瓦)和更好的激光效率。

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第1章 绪论

1.1可调谐激光器

1.2 胆甾相液晶染料可调谐激光器研究的国内外进展

1.3 本论文内容

第2章 胆甾相液晶染料激光器的原理

2.1液晶概述及分类

2.2 胆甾相液晶

2.3 取向处理方法

2.4染料的选择

2.5 胆甾相液晶染料激光器的调谐原理

2.6 本章小结

第3章 染料掺杂的胆甾相液晶盒的发射特性

3.1 染料掺杂的胆甾相液晶盒的制备

3.2 手性剂浓度对液晶盒禁带特性的影响

3.3 实验光路图及优化

3.4 本章小结

第4章 染料掺杂的胆甾相液晶盒的调谐特性

4.1电场调谐特性

4.2 染料掺杂的胆甾相液晶盒的温度调谐

4.3 本章小结

第5章 胆甾相液晶激光器的激光效率影响因素

5.1 取向处理对激光效率的影响

5.2 温度对激光效率的影响

5.3 胆甾相液晶旋向对激光效率影响

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢