電控液晶無(wú)序光子晶體局域模及其光激發(fā)特性研究.pdf

1、　　基于向列相液晶的雙折射電光效應(yīng),通過改變外部電場(chǎng)的方向來(lái)調(diào)控向列相液晶指向矢,實(shí)現(xiàn)向列相液晶折射率的調(diào)控。將向列相液晶引入到無(wú)序光子晶體當(dāng)中,可以通過外部電場(chǎng)方向的調(diào)控,實(shí)現(xiàn)對(duì)液晶無(wú)序光子晶體的禁帶和缺陷模可調(diào)。本文數(shù)值計(jì)算了一維和二維情況下的液晶無(wú)序光子晶體局域模及其光激發(fā)特性。
　　首先,數(shù)值計(jì)算了一液晶缺陷層一維可控電控光子晶體(NLC-DLPC)的局域模和及其光激發(fā)特性。先建立了含一向列相液晶缺陷層光子晶體結(jié)構(gòu)模型,

2、并且采用ZnO增益唯象模型,計(jì)算結(jié)果表明：隨著外部電場(chǎng)方向與正入射光線的夾角θ的增大,NLC-DLPC 缺陷模波長(zhǎng)相應(yīng)的減?。籒LC-DLPC 各媒質(zhì)層光場(chǎng)分布呈現(xiàn)出局域現(xiàn)象,而且光場(chǎng)并不是出現(xiàn)在最中間層,而是在最中間層的鄰近層,同時(shí)可得,缺陷模同時(shí)也是局域模；局域模波長(zhǎng)增大時(shí),NLC-DLPC光激發(fā)泵浦閾值降低；這些模式在較小的泵浦功率時(shí),就可以有著較高的品質(zhì)因子。
　　其次,研究了有一缺陷層的一維液晶光子晶體的局域模及其光激

3、發(fā)特性。提出了一種1D1DL-NLCPC激光器,它帶有一層缺陷層,而且填充的液晶可以通過改變電場(chǎng)的方向來(lái)改變其有效折射率。從而得到：隨著夾角θ的增大,1D1DL-NLCPC 禁帶逐漸變寬,禁帶的兩邊沿的波長(zhǎng)都變短；隨著正入射光線方向與外部電場(chǎng)方向之間的夾角θ的增大,1D1DL-NLCPC 的缺陷模對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)將變短；其變化范圍剛好吻合ZnO約20nm的增益波長(zhǎng),比現(xiàn)有的電控波長(zhǎng)范圍大1到2個(gè)數(shù)量級(jí)；1D1DL-NLCPC缺陷模的半高寬小于

4、 0.2nm；缺陷模同時(shí)也是局域模,而光并不是被局域在缺陷層而是局域在靠近缺陷層的媒質(zhì)層；對(duì)于1D1DL-NLCPC的局域模,當(dāng)泵浦功率較小時(shí),就能實(shí)現(xiàn)較大的光放大。利用這些特性,這種激光器可以有20nm的調(diào)控范圍,并且在較小的泵浦功率下,就可以實(shí)現(xiàn)很窄的強(qiáng)激光輸出。
　　最后,采用時(shí)域有限差分法和完全匹配層吸收邊界條件,數(shù)值模擬研究了含一點(diǎn)缺陷二維向列相液晶光子晶體中電控可調(diào)的局域模。向列相液晶5CB可被看作一種單軸媒質(zhì),而當(dāng)