近日，中國科學(xué)院長春光學(xué)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(jìn)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(guān)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(yù)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(gòu)，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(yīng)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(dǎo)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(yù)聚物體系進(jìn)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(yīng)的單體有關(guān)，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(jìn)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(xué)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(yīng)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(yīng)出射激光光譜圖
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