染料掺液晶随机激光的电调制

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随机激光,即随机介质内的受激辐射现象,是一种新型的激光发射机制,通过无序诱导的多重散射提供光学反馈。传统激光器要有谐振腔,而随机激光器则不是,在其内部光的多重散射可以增加增益介质中的光程,形成非相干反馈。当无序度继续增加之后,光可以经过多重散射循环成一个闭合回路,对应可能的激光模式,这些模式满足干涉相长条件,可以产生激光振荡,形成相干反馈。近年来,利用液晶材料的可控特性,即可以通过外界环境条件(温度、电磁场等)的改变影响液晶的排列与相变等,以液晶作为散射颗粒的染料掺液晶(DDLC:Dye Doped Liquid Crystal)的随机激光系统得到了广泛的关注与发展。可控液晶随机激光器在光子集成、平而显示等诸多领域具有潜在的应用前景。  本文研究了电场对于DDLC体系出射随机激光的调控特性,包括控制随机激光的开关、对于随机激光偏振特性的影响等。将向列相液晶E7与激光染料PM597混合后灌入液晶盒中,不同结构参数(摩擦取向方式、盒厚等)的DDLC盒会对随机激光的特性以及电控性能有影响。给DDLC盒样品加上频率1000Hz的方波信号后,当信号电压达到一定值后,可以实现随机激光的开关,这个开关电压值不仅会随着盒厚增加而变大,与液晶盒的摩擦取向方式也有关。实验还发现DDLC盒出射的是线偏振的随机激光,其偏振方向与盒的出射面的摩擦取向一致,并且当加上电压信号后,可以降低随机激光的偏振度。  同时,为了做出更小型化的可控的DDLC随机激光体系,在光纤结构中灌入了E7与PM597的混合物,实现了随机激光的出射。在光纤样品外施加平行的匀强磁场后,发现与电场控制DDLC盒结构随机激光的开关现象类似,磁场可以控制光纤结构的随机激光的开关。本文研究了电、磁场对于DDLC随机激光的影响,得出的结果对可控随机激光的发展提供了有价值的参考。
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