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长春光机所液晶/聚合物有机激光器研究获进展

2015-12-09 15:04
汉水狂客
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  近日,中国科学院长春光学精密机械与物理研究所宣丽研究团队在提高液晶/聚合物光栅激光器转化效率研究方面取得新进展:首次采用低官能度单体制备液晶/聚合物光栅并且在涂有PI的玻璃基板上摩擦取向,使光栅中相分离出的液晶分子沿着液晶沟槽排列,增大了折射率调制量,从而使光反馈增强,最终提高了激光器的转化效率。相关结果发表于近期的Journal of material chemistry(J. Mater. Chem. C, 2015,3,5566)上。

  采用两束相干光照射单体和液晶混合的预聚物,在干涉条纹亮区单体发生聚合形成聚合物,由于浓度梯度液晶向暗区移动,单体向亮区移动,最终形成液晶层和聚合物层交替排列的周期结构,即液晶/聚合物光栅。采用低曝光强度制备的光栅无液晶微滴、散射低。由于暗区残余的单体发生反应形成聚合物拉丝使相分离出的液晶分子沿着光栅矢量方向排列,导致折射率调制量很小,光反馈能力不强。直接对现有的预聚物体系进行摩擦取向,效果不理想。

  通过调研发现聚合物拉丝对液晶分子的锚定能强度与参与反应的单体有关,我们采用低官能度单体降低锚定能,同时在玻璃基板上摩擦取向,最终使液晶分子沿着光栅槽方向排列,增大了折射率调制量。激光器的转化效率从2.3%提高到4.6%,阈值从0.71降低到0.25。

  近年来该研究团队在液晶/聚合物有机激光器研究方面取得了系列研究进展(J Mater. Chem. C. 2014, 2, 6177-6182.Org. Electron. 2013, 2299-2305.Appl. Phys. Express. 2013, 6, 022702),该工作得到了国家自然科学基金等经费的支持。

图1 (a)原来样品示意图(b)采用低官能度单体并且对PI层摩擦取向样品示意图

图2 (a)原样品转化效率曲线图,插图为相应出射激光光谱图

(b)取向后的样品转化效率曲线图,插图为相应出射激光光谱图
 

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