近日，中國科學院長春光學精密機械與物理研究所宣麗研究團隊在提高液晶/聚合物光柵激光器轉(zhuǎn)化效率研究方面取得新進展：首次采用低官能度單體制備液晶/聚合物光柵并且在涂有PI的玻璃基板上摩擦取向，使光柵中相分離出的液晶分子沿著液晶溝槽排列，增大了折射率調(diào)制量，從而使光反饋增強，最終提高了激光器的轉(zhuǎn)化效率。相關結(jié)果發(fā)表于近期的Journal of material chemistry（J. Mater. Chem. C， 2015，3，5566）上。
采用兩束相干光照射單體和液晶混合的預聚物，在干涉條紋亮區(qū)單體發(fā)生聚合形成聚合物，由于濃度梯度液晶向暗區(qū)移動，單體向亮區(qū)移動，最終形成液晶層和聚合物層交替排列的周期結(jié)構，即液晶/聚合物光柵。采用低曝光強度制備的光柵無液晶微滴、散射低。由于暗區(qū)殘余的單體發(fā)生反應形成聚合物拉絲使相分離出的液晶分子沿著光柵矢量方向排列，導致折射率調(diào)制量很小，光反饋能力不強。直接對現(xiàn)有的預聚物體系進行摩擦取向，效果不理想。
通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)聚合物拉絲對液晶分子的錨定能強度與參與反應的單體有關，我們采用低官能度單體降低錨定能，同時在玻璃基板上摩擦取向，最終使液晶分子沿著光柵槽方向排列，增大了折射率調(diào)制量。激光器的轉(zhuǎn)化效率從2.3%提高到4.6%，閾值從0.71降低到0.25。
近年來該研究團隊在液晶/聚合物有機激光器研究方面取得了系列研究進展（J Mater. Chem. C. 2014， 2， 6177-6182.Org. Electron. 2013， 2299-2305.Appl. Phys. Express. 2013， 6， 022702），該工作得到了國家自然科學基金等經(jīng)費的支持。
圖1 （a）原來樣品示意圖（b）采用低官能度單體并且對PI層摩擦取向樣品示意圖
圖2 （a）原樣品轉(zhuǎn)化效率曲線圖，插圖為相應出射激光光譜圖
（b）取向后的樣品轉(zhuǎn)化效率曲線圖，插圖為相應出射激光光譜圖
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