自從激光器被首次研制出來，對適應(yīng)性更強(qiáng)的激光器的需求有增無減。手性向列相液晶（CLC）是一類有望塑造未來激光器使用方式的新興設(shè)備，因為它們擁有較低閾值、易于制造，并且可在更廣范圍的電磁譜內(nèi)進(jìn)行調(diào)諧。關(guān)于如何在這些設(shè)備中選擇頻帶邊沿模式——決定了發(fā)送激光的能量——的最新工作，或許為將來的激光器如何被調(diào)諧帶來了希望。

激光腔由一種摻雜有熒光染料的手性向列相液晶形成。這種液晶會在激光腔中創(chuàng)建光子帶隙。一個科研團(tuán)隊展示了一種僅通過應(yīng)用20伏電壓，便能使激光器在光子帶隙長波長和短波長邊沿之間電動轉(zhuǎn)換發(fā)射物的技術(shù)。他們在美國物理聯(lián)合會（AIP）所屬《應(yīng)用物理快報》上報告了這一成果。

“我們的貢獻(xiàn)是找到了一種改變CLC結(jié)構(gòu)中增益介質(zhì)（熒光染料）躍遷偶極矩方向的方法，并且在無須調(diào)諧光子帶隙位置的情形下實(shí)現(xiàn)了長波長和短波長邊沿之間的模式選擇。”論文作者之一Chun-Ta Wang介紹說，“我們還展示了一種聚合物穩(wěn)定的CLC系統(tǒng)，而這改善了激光器的穩(wěn)定性、發(fā)送激光的能力以及閾值電壓。”

CLC激光器通過一系列自組裝成螺旋形模式并在隨后充當(dāng)激光器腔室的液晶發(fā)揮作用。這些螺旋狀結(jié)構(gòu)是手性的，意味著它們在同一方向作螺旋式移動。這使得它們可在較廣的波長范圍內(nèi)被調(diào)諧。雖然很多諸如DVD播放機(jī)中使用的雷射二極體等激光器被固定在一種顏色上，但很多CLC激光器可被調(diào)諧成在可見光光譜范圍內(nèi)外的多種顏色。

除了調(diào)諧激光波長，一個探索的熱點(diǎn)領(lǐng)域是發(fā)現(xiàn)通過將激光模式從一個光子帶隙邊沿轉(zhuǎn)換到另一個從而調(diào)諧波長的不同方法。迄今為止，一些嘗試表明有可能在長、短波長邊沿之間轉(zhuǎn)換。Wang帶領(lǐng)的團(tuán)隊證實(shí)，這種模式轉(zhuǎn)換是可能的。其方法是：將直流電場應(yīng)用到熒光染料中，從而在不影響帶隙光譜位置的情況下改變有序參數(shù)。研究人員通過改變液晶和染料的比率并且利用光導(dǎo)纖維光譜法記錄激光輸出值，測試了3種混合物。他們發(fā)現(xiàn)，所有樣本都有可能從短波長邊沿轉(zhuǎn)換到長波長邊沿發(fā)送激光。而且，聚合物穩(wěn)定的平面CLC樣本能利用額外的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性反過來轉(zhuǎn)換兩種模式，并且表現(xiàn)出改良的性能和閾值電壓。（徐徐）