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染料掺杂聚合物分散胆甾相液晶薄膜激光特性研究

岱钦 吴杰 邬小娇 乌日娜 彭增辉 李大禹

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染料掺杂聚合物分散胆甾相液晶薄膜激光特性研究

岱钦, 吴杰, 邬小娇, 乌日娜, 彭增辉, 李大禹

Study of laser action in dye-doped polymer dispersed cholesteric liquid crystal film

Dai Qin, Wu Jie, Wu Xiao-Jiao, Wu Ri-Na, Peng Zeng-Hui, Li Da-Yu
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  • 采用激光染料DCM、向列相液晶TEB30A、手性剂S-811、聚乙烯醇(PVA), 通过微胶囊法制备了聚合物分散胆甾相液晶薄膜, 测量激光辐射谱, 研究了其激光辐射机理和温度调谐特性. 利用正交偏光显微镜观察器件织构, 看到液晶微滴分散均匀, 尺寸较大, 约为80 μm, 并且微滴中液晶分子呈现平面态排列织构. 以532 nm的Nd:YAG固体激光器作为抽运源, 测得在634.5 nm和680.2 nm波长处出现了尖锐的激光辐射峰, 线宽分别约为0.25 nm, 0.29 nm. 并与染料掺杂胆甾相液晶激光器件进行比较. 升高器件温度, 其输出激光波长蓝移, 获得666.7 nm至643.9 nm共22.8 nm的调谐范围. 由实验结果分析得出, 激光辐射机理为光子禁带末端激光, 出射波长分别对应光子禁带的两个边沿.
    In this work, laser dye DCM, nematic liquid crystal TEB30A, chiral dopant S-811 and PVA are used to prepare polymer dispersed cholesteric liquid crystal (LC) films by the method of microcapsule. Lasing mechanism and temperature-tunable characteristics of the films are investigated. The diameters of large droplets in the films are about 80 μm and LC molecules are planar-textured in the droplets when viewed between crossed polarisers through a polarization microscope. Pumped by the 532 nm Nd:YAG laser, narrow linewidths in laser emissions are obtained at 634.5 nm and 680.2 nm, and the linewidths are of 0.25 nm and 0.29 nm, respectively. The device is then compared with a dye-doped cholesteric liquid crystal laser. The wavelength of output laser will blueshift when the temperature of the device is increased, and a 22.8 nm tunable lasing, from 666.7 nm to 643.9 nm, is obtained. Analysis concludes that the lasing mechanism of the film is band-edge lasing, and the emission wavelengths are corresponding to the two edges of the photonic band gap.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61378075)、辽宁省教育厅项目(批准号: L2012070)、辽宁省高校杰出青年学者成长计划(批准号: LJQ2013022)和沈阳理工大学激光与光信息辽宁省重点实验室开放基金资助课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 61378075), the Science and Technology Research of Liaoning Province, China (Grant No. L2012070), the Colleges and Universities in Liaoning Province Outstanding Young Scholars Growth Plans(Grant No. LJQ2013022), and the Shenyang ligong University Laser and Optical Information of Liaoning Province key Laboratory open funds.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-05-20
  • 修回日期:  2014-09-03
  • 刊出日期:  2015-01-05

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