PM650摻雜向列液晶輻射隨機激光性能的表征和優(yōu)化.pdf

1、隨機激光是激活無序增益介質(zhì)后出現(xiàn)的譜線寬度極窄且具有明顯閾值現(xiàn)象的激光輻射,其光學反饋由多重散射提供?；谄洳粚こ５募ぐl(fā)機制、屬性和在微尺寸光學、生物醫(yī)學中的巨大應用潛力,隨機激光在近年來受到熱切關注。本文利用染料摻雜向列液晶作為無序增益介質(zhì),從實驗和數(shù)值仿真兩方面對液晶隨機激光的光譜、閾值、偏振等特性進行了表征,進而通過引入半腔式反射結(jié)構(gòu)大幅度提升了液晶隨機激光的性能。
　　本文在制備了染料PM650摻雜的E7液晶薄膜(DDLC

2、)樣品的基礎上實現(xiàn)了隨機激光輻射,進而利用高、低分辨率兩種光譜儀從不同角度對隨機激光的光譜和閾值進行了表征。在泵浦能量高于閾值的情況下,還從實驗上表征了液晶隨機激光的發(fā)散角、前后向輻射強度比,發(fā)現(xiàn)從DDLC樣品前后兩側(cè)輻射的隨機激光的發(fā)散角均約為20mrad,且二者的強度比滿足線性統(tǒng)計關系?；谇昂笙蜉椛鋸姸鹊木€性統(tǒng)計關系,測試了隨機激光的偏振特性,得到液晶隨機激光為近摩擦取向方向的線偏振光的結(jié)論。
　　在環(huán)形腔理論基礎上,利用蒙

3、特卡羅方法構(gòu)建二維隨機激光器系統(tǒng),模擬了隨機激光的激發(fā)-散射-出射過程,并進一步研究了樣品厚度、泵浦光直徑、散射微料濃度和染料濃度對隨機激光泵浦閾值的影響。接著從實驗角度研究隨機激光閾值能量隨DDLC薄膜厚度、染料摻雜濃度、泵浦面積及表面處理方式的影響。實驗和仿真結(jié)論都顯示:增加樣品厚度、增大染料濃度、擴大泵浦面積都能有效地降低隨機激光的閾值。
　　將半腔式反射結(jié)構(gòu)引入DDLC系統(tǒng),分別從實驗、理論分析和模擬仿真三個方面研究了半腔