【摘 要】
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贵金属纳米粒子具有局域表面等离激元共振特性,可以用来增强随机激光的发射。尽管有关于贵金属纳米粒子等离激元增强随机激光的报道,但是关于等离激元增强液晶随机激光性能的报道还很少。为了研究局域表面等离激元和液晶光散射在液晶随机激光形成过程中所起到的作用,本论文对染料掺杂向列相液晶(DDLC),含银(Ag)纳米粒子的染料溶液(DDNP)和含Ag纳米粒子的染料掺杂向列相液晶(NPDDLC)三个系统中的随机激
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贵金属纳米粒子具有局域表面等离激元共振特性,可以用来增强随机激光的发射。尽管有关于贵金属纳米粒子等离激元增强随机激光的报道,但是关于等离激元增强液晶随机激光性能的报道还很少。为了研究局域表面等离激元和液晶光散射在液晶随机激光形成过程中所起到的作用,本论文对染料掺杂向列相液晶(DDLC),含银(Ag)纳米粒子的染料溶液(DDNP)和含Ag纳米粒子的染料掺杂向列相液晶(NPDDLC)三个系统中的随机激射现象进行了对比研究。主要结论有:(1)在取向的薄液晶盒中,对于染料掺杂向列相液晶系统,我们没有观测到随机激光现象;(2)在取向的薄液晶盒中,对于含Ag纳米粒子的染料溶液系统,我们观测到随机激光现象,但是激光阈值比较高,阈值为45μJ/pulse;(3)在取向的薄液晶盒中,对于含Ag纳米粒子的染料掺杂向列相液晶系统,我们观测到了低阈值的随机激光现象,阈值为5.12μJ/pulse;(4)在直径为0.3 mm的毛细管中,对于含Ag纳米粒子的染料掺杂向列相液晶,我们观测到了随机激光现象,激光阈值为28μJ/pulse。我们认为向列相液晶指向矢和介电张量波动引起的多重散射为随机激光的形成提供相干反馈,而且由于局域表面等离激元共振(LSPR)作用,Ag纳米粒子会增强周围的电场,进而提高染料分子的吸收效率和激发效率。在取向的薄液晶盒中,对于含Ag纳米粒子的染料掺杂向列相液晶系统,我们发现随机激光发射强度具有角度依赖性,明显的激光发射主要集中在偏离泵浦光偏振方向约45°的角度范围内。随机激光发射强度还具有面积依赖性,随着激发面积的增加,发射强度会增大。
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