液晶分子取向对液晶/聚合物光栅电光特性以及激光出射特性的影响

报道了液晶分子不同取向对液晶/聚合物光栅电光特性以及激光出射的影响。通过扫描电子显微镜观察液晶/聚合物光栅的截面,成功观察到了光栅的体光栅结构。液晶分子垂直光栅矢量排列时,由于光栅形貌变差,衍射效率由液晶分子沿光栅矢量排列时的83.2%降低至72%,同时散射损耗由11.8%增加至19.1%。液晶分子垂直光栅矢量时,液晶/聚合物光栅的调谐电场由液晶分子沿光栅矢量时的13.6V/μm下降至3.1V/μm。液晶沿光栅矢量排列时,激光出射阈值更低,为利于激光出射的方向。本文工作为进一步加深对液晶/聚合物光栅以及染料掺杂分布式反馈选频的理解和认识,提供了指导和借鉴。     

全息液晶/聚合物光栅的制备

将具有光敏特性的预聚物与向列相液晶按一定比例混合，以Ar^ 激光器为光源，使混合物在激光干涉光场的引发下发生光化学反应，从而导致液晶与预聚物发生相分离，形成全息液晶／聚合物相位光栅。采用光学显微镜和He-Ne激光器对所制样品进行测试，结果表明，当液晶含量在30％－45％范围时，所制样品具有较好的栅结构，其衍射效率具有电场可调性。     

交联剂对聚合物/液晶光栅的影响

利用激光干涉条纹引发预聚物／液晶混合物相分离．形成液晶与聚合物周期交替排列的液晶光栅。研究了组成材料中交联剂N-乙烯基吡咯烷酮（1-vinyl-2-pyrrolidone，NVP）对光栅形貌和衍射效率的影响，通过改变NVP的含量，分析NVP在光栅形成中的作用，确立了NVP的最佳含量。实验结果表明，NVP具有调节混合物系统官能度与体系黏度、交联密度及影响反应速度的作用，在适量的NVP含量下，光栅的衍射效率得到优化。     

利用光聚合反应制作表面平整的聚合物光栅

提出利用紫外光聚合反应来制作聚合物光栅的方法．实验发现,光栅的表面起伏深度很小,约为12.4～0.7nm;折射率调制较大,达到0.010左右．这种方法在低阶分布反馈聚合物激光器的制作中具有很好的应用前景．     

利用光聚合反应制作表面平整的聚合物光栅

提出利用紫外光聚合反应来制作聚合物光栅的方法.实验发现,光栅的表面起伏深度很小,约为12.4～0.7nm;折射率调制较大,达到0.010左右.这种方法在低阶分布反馈聚合物激光器的制作中具有很好的应用前景.     

液晶光栅的技术进展及应用

详细阐述了液晶光栅的工作原理及两类液晶光栅的结构设计和制作工艺,分析了它们的优缺点及其应用情况。并对液晶光栅在空间光通信中的应用做了展望。     

由液晶聚合物网络构成的全息光栅

日本熊本大学工程系的中武裕一朗等研究人员新近研制成具有架桥结构的液晶聚合物网络构成的全息光栅。实现了快速写入、擦除、高密度光学信息记录。研究人员制作了侧链型偶氮苯的液晶聚合物网络。研究了架桥密度和偶氮苯含量对衍射效率的影响。首先在单丙烯酸盐单体 APB6中 ,作为架桥剂掺入了双丙烯酸盐单体A6 PB6 A,作为光响应性分子添加了 DRLac。作为这种混合液晶的聚合引发剂加入了2 mol%的 2 .2 -二甲氧基 -2 -苯基苯乙酮 ,然后在间隙为 5μm的水平取向处理的盒中以向列相状态进行光聚合 (1 1 m W) 3min,制成光响应性液晶网络。并…     

偶氮苯聚合物掺杂液晶光栅的研究

将偶氮苯聚合物和向列相液晶以一定比例混合后注入液晶盒,用线性偏振光进行掩膜光照,引发偶氮苯聚合物发生顺反异构,诱导液晶产生光双折射现象,形成偶氮苯聚合物掺杂液晶光栅,样品通过光学显微镜和He-Ne激光器的检测,结果表明该光栅具有清晰的光栅结构,衍射效率高并具有电场可调谐性,更为重要的是驱动电压大幅降低,可与集成电路匹配。     

新型聚合物网络稳定液晶光栅的制备

将具有光敏特性的预聚物与向列相液晶按一定比例混合，注入液晶盒，以紫外灯为光源，通过光掩模法使混合物在紫外光的引发下产生相分离，形成聚合物网络稳定液晶光栅。采用光学显微镜和He-Ne激光器进行测试，结果表明该光栅获得了周期性的栅结构，且衍射效率具有电场调谐性。     

红外激光器选频闪耀光栅的研制

建立了实际刻划光栅的物理模型,给出了相应的衍射效率表达式,分析了零级面对闪耀光栅衍射效率的影响.在工艺过程中,通过有效控制零级面成功研制了10.6μm激光器一级输出和 9.77μm激光器零级输出选频振荡闪耀光栅.     

Electrical control of the distributed feedback organic semiconductor laser based on holographic polymer dispersed liquid crystal grating

In this paper, we demonstrate the electrical control of the distributed feedback (DFB) organic semiconductor laser based on a holographic polymer dispersed liquid crystal (HPDLC) grating for the first time. The grating is fabricated on the top of the organic semiconductor film to act as an external feedback structure. Experimental results show that the lasing intensity can be decreased by increasing the external electric field, and the lasing wavelength exhibits a slight blue-shift of 1.4 nm during the modulation process, indicating a good stability. The modulated performances are attributed to the decreases in the refractive index modulation and average refractive index of the HPDLC grating respectively as a result of the field-induced liquid crystal reorientation. This study provides some new ideas for the improvement of DFB organic semiconductor laser to enable envisioned applications in laser displays and integrated photonic circuits.     

Second-order distributed feedback polymer laser based on holographic polymer dispersed liquid crystal grating

We report on the fabrication and characterization of a second-order distributed feedback (DFB) polymer laser based on a holographic polymer dispersed liquid crystal (HPDLC) transmission grating. The fine organic grating is fabricated on top of the homogeneous conjugated polymer layer in a one-step process. The device shows surface-emitting, single mode laser emission with a threshold of 13.3 μJ/cm², and the working characteristics merely degrade after 10 months of storage in ambient atmosphere. We further explain the dependence of threshold on pumping length, and demonstrate the small refractive index modulation of this all-organic grating is sufficient to maintain efficient DFB laser action. This simple working structure, combined with large processing area provided by the holographic polymerization technique, is extremely promising in realizing ultra-low cost plastic lasers.     

基于光栅光阀可调谐半导体激光器外腔结构的设计研究

目的:提出利用光栅光阀(GLV)来精密调节光栅外腔半导体激光器输出波束的新方法。方法:这种基于光栅光阀的可调谐外腔半导体激光器的结构使光栅光阀与闪耀光栅形成了共焦结构,便于使被选择的波束可以原路返回,经过在谐振腔中振荡,最后输出。结果:这种基于光栅光阀结构的可调谐外腔半导体激光器可以任意控制输出或者被过滤掉的相应波束的数量。结论:利用光栅光阀的特性,这种可调谐外腔半导体激光器能有效地实现激光输出波束的精密调谐,同时也降低了调谐的机械难度。     

空气间隙长度对光纤光栅外腔LD激射波长的影响

为了提高光纤光栅外腔半导体激光器的激射波长准确性,根据光纤光栅外腔半导体激光器的相位条件确定光纤光栅外腔半导体激光器的激光纵模分布后,采用数值模拟的方法研究了光纤光栅外腔半导体激光器的激射波长随光纤端头到有源区之间空气间隙长度的变化。结果表明,光纤光栅外腔半导体激光器的激射波长随着空气间隙长度的变化围绕着光纤光栅的布喇格波长波动,波动的最大幅度随外腔长度的增加而减小。因而当外腔长度一定时,可以通过微小的调节空气间隙的长度使激射波长精确定位于光纤光栅的布喇格波长处。     

基于激光光源的液晶特性研究

为了研究激光光源对液晶电光特性的影响, 采用Jones矩阵对液晶的光学特性进行了分析, 同时利用不同波长的半导体激光器作为入射光源, 对液晶的电光特性进行了实验研究。结果表明, 当电压达到4.8V时, 各光源下液晶的透光强度均出现陡降, 说明液晶的阈值电压与入射光波长无依赖关系; 通过示波器跟踪图像发现各光源下液晶的响应时间有明显的差异; 随着供电电压的增大, 液晶光栅的衍射光斑由圆环状逐渐转为平行分布, 且各级衍射光斑并非完全对称, 入射波长及供电电压决定了衍射光斑的空间及能量分布。该研究结果对液晶器件的研发具有一定的借鉴意义。     

外腔长度变化对光纤光栅外腔LD激射波长的影响

密集波分复用(DWDM)光纤通信系统对光源的波长稳定性有很高的要求。主要就可供DWDM系统选用的光源之一光纤光栅外腔半导体激光器(FGESL)的波长稳定性进行讨论。通过计及半导体激光器(LD)、外腔及光纤光栅(FG)三者的共同作用,根据光纤光栅外腔半导体激光器的相位条件确定FGESL的激光纵模分布后,理论上研究了FGESL的激射波长随FG外腔长度的变化。结果表明,外腔较短时,外腔长度的微小变化可以导致FGESL的激射波长产生显著的变化;外腔较长(大于10 cm)时,外腔长度的变化对FGESL的激射波长基本没有影响。     

光纤光栅外腔半导体激光器的理论及实验研究

对影响光纤光栅外腔半导体激光器特性的几个重要因素(光纤光栅长度、耦合系数、内腔反射系数)进行了理论分析和数值模拟。从实验上进行了验证,实测了不同反射率情况下激光器的激射光谱,得到了带宽为0.1nm、出纤功率达417.4μW、边模抑制比高达37.9dB的激光谱线。验证的结果表明,理论分析、数值模拟、实验结果是吻合的。     

Thermal annealing effect on organic semiconducting polymer laser with an external holographic grating feedback layer

Thermal annealing effect on an organic distributed feedback (DFB) laser excited from a semiconducting polymer gain layer, poly(2-methoxy-5-(2’-ethyl-hexyloxy)-p-phenyl-envinylene) (MEH-PPV), is reported. The morphology, absorption and photoluminescence (PL) spectral characteristics of the MEH-PPV film annealed at different temperatures were analyzed. The amplified spontaneous emission (ASE), the optical gain and loss coefficients were also investigated. The organic lasing behaviors including threshold, energy conversion efficiency and polarization state in a DFB laser device were studied. The results show that the optical properties of the organic semiconducting laser can be enhanced by thermal annealing effect. The single mode laser emission at 622.4 nm with lower lasing threshold 0.2 μJ/pulse and higher energy conversion efficiency 6.71% was achieved with thermal annealing at 120 °C. The thermal annealing treatment decreases laser threshold and increases laser energy conversion efficiency dramatically, which shows the potential in ultra-low cost organic semiconducting polymer DFB lasers.     

温度变化对光纤光栅外腔半导体激光器激射波长的影响

在考虑了光纤光栅的位相后，从光纤光栅外腔半导体激光器(FGESL)所满足的阈值条件出发，从理论上研究了温度的变化对FGESL激射波长的影响。数值模拟的结果表明：由于温度变化造成半导体介质和光纤的折射率发生变化从而导致FGESL的纵模发生移动，因此FGESL的激射波长随着温度的升高将存在向长波长方向发生移动的趋势。对于短外腔，FGESL的纵模间距较大，由于半导体介质折射率隧温度的变化程度大于光纤折射率随温度的变化程度，因而存在模式跳跃现象；对于长外腔，由于FGESL的纵模间隔很小，因而不存在明显的模式跳跃现象。这些结果符合其他研究者的实验观测。