自從激光器被首次研制出來(lái)，對(duì)適應(yīng)性更強(qiáng)的激光器的需求有增無(wú)減。手性向列相液晶（CLC）是一類有望塑造未來(lái)激光器使用方式的新興設(shè)備，因?yàn)樗鼈儞碛休^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(lái)的激光器如何被調(diào)諧帶來(lái)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(huì)在激光腔中創(chuàng)建光子帶隙。一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)展示了一種僅通過(guò)應(yīng)用20伏電壓，便能使激光器在光子帶隙長(zhǎng)波長(zhǎng)和短波長(zhǎng)邊沿之間電動(dòng)轉(zhuǎn)換發(fā)射物的技術(shù)。他們?cè)诿绹?guó)物理聯(lián)合會(huì)（AIP）所屬《應(yīng)用物理快報(bào)》上報(bào)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(wú)須調(diào)諧光子帶隙位置的情形下實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)波長(zhǎng)和短波長(zhǎng)邊沿之間的模式選擇。”論文作者之一Chun－Ta Wang介紹說(shuō)，“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(guò)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?cè)谕环较蜃髀菪揭苿?dòng)。這使得它們可在較廣的波長(zhǎng)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(jiàn)光光譜范圍內(nèi)外的多種顏色。
除了調(diào)諧激光波長(zhǎng)，一個(gè)探索的熱點(diǎn)領(lǐng)域是發(fā)現(xiàn)通過(guò)將激光模式從一個(gè)光子帶隙邊沿轉(zhuǎn)換到另一個(gè)從而調(diào)諧波長(zhǎng)的不同方法。迄今為止，一些嘗試表明有可能在長(zhǎng)、短波長(zhǎng)邊沿之間轉(zhuǎn)換。Wang帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)證實(shí)，這種模式轉(zhuǎn)換是可能的。其方法是：將直流電場(chǎng)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(guò)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(cè)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(zhǎng)邊沿轉(zhuǎn)換到長(zhǎng)波長(zhǎng)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(guò)來(lái)轉(zhuǎn)換兩種模式，并且表現(xiàn)出改良的性能和閾值電壓。
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