楔形盒染料掺杂胆甾相液晶激光器研究

设计制作了楔形盒掺杂激光染料PM580的胆甾相液晶器件, 研究了激光辐射行为. 在楔形液晶盒中出现了一系列与楔棱平行的向错线和不同规则形状的晶畴, 胆甾相液晶形成了平面态排列. 采用固体Nd:YAG倍频532 nm 波长激光作为抽运光, 获得调谐精度约1 nm, 调谐范围约17 nm的一维波长可调谐激光器. 楔形盒中, 液晶扭曲力与取向膜表面锚定力相互平衡的过程中胆甾相液晶螺距伸张, 光子禁带位置移动, 从而调谐光子禁带边沿出射激光波长. 关键词： 胆甾相液晶 楔形盒 激光辐射     

高能量高转换效率355 nm紫外激光器

为了得到一种三倍频效率高达60%的355 nm脉冲激光器，采用曲率半径分别为2 m的凹凸高斯镜和9 m的平凹全反镜组合作为谐振腔，加以电光调Q，得到1 064 nm高光束质量激光输出，再将其进行行波放大，获得重复频率10 Hz、脉宽7.3 ns、单脉冲能量1.01 J的1 064 nm基频光输出。利用Ⅰ类相位匹配LBO晶体进行二倍频、Ⅱ类相位匹配LBO晶体进行三倍频以得到波长为355 nm的紫外光输出。通过二倍频和三倍频输出特性和非线性晶体参数的分析和实验调试，最终获得了单脉冲能量为608 mJ、脉宽为5.7 ns、线宽为2 nm的紫外激光输出。通过优化二倍频的转换效率，可使1 064 nm基频光到三倍频得到的355 nm紫外光的转换效率达60%。     

利用拉曼光谱分析冰Ih相的表面薄层的氢键结构

水是生活中一种最基本且最重要的物质,由于它的一些奇特性质和反常物性,得到了广泛的研究,而拉曼光谱是研究水分子结构的一种非常合适的方法,它通过获得分子的振动和转动信息来理解分子结构和分子间的相互作用。在常压下测量了-20~-190℃温度范围内冰Ih相的表面薄层的拉曼光谱,实验结果发现随温度降低,冰Ih相的O∶H范德瓦尔斯键向高波数方向移动,而O—H极性共价键向低波数方向移动;且拉曼频移与温度呈线性关系,通过对不同振动模式的斜率进行比较,判断其键长的伸缩变化关系,从而证明了冰Ih相密度随温度的减小而增大,采用氢键理论(结构)给予了解释。同时,发现在-150℃时,O—H键反对称伸缩振动模式和O∶H键振动模式的拉曼峰强发生了突变,这表明冰Ih相发生了相变——冰Ⅺ相(冰Ih的质子有序相)。     

脉冲LD泵浦电光调Q深紫外激光器

研制了千赫兹213 nm深紫外全固态激光器。激光器采用脉冲LD侧面泵浦方式和电光调Q技术,实现了10瓦级基频光的稳定输出。利用多次倍频技术,实现了稳定的213 nm深紫外激光输出。当LD泵浦电流为80 A时,213 nm激光输出的最大平均功率达到了151 m W,激光器重复频率为1 k Hz,激光脉冲宽度为10ns,功率不稳定度为3%。同时,对激光在非线性晶体中的偏振匹配和不同重复频率条件下的激光器运转特性进行了分析。     

梳状电极胆甾相液晶激光器的激光辐射谱

设计制作了梳状电极染料掺杂胆甾相液晶激光器件，研究了外加电压下的激光辐射谱。器件的下基板ITO电极刻蚀成梳状条形电极，电极宽度约2 mm，相邻电极间距分别约为1，3，5 mm。上基板无ITO电极。上下基板取向膜平行摩擦取向处理，使胆甾相液晶平面态排列。以532 nm的Nd∶YAG激光器作为泵浦光源，测量器件激光辐射谱。改变外加电压0~100 V，3个区域均出现了多模输出。在1 mm电极间距区域，可获得633.65~621.52 nm（12 nm）和683.15~664.35 nm（18 nm）的可调谐波长范围；在电极间距3，5 mm区域，辐射激光波长变化微小。在外加电压作用下，液晶分子均匀的螺旋周期排列受到扰动，液晶分子层螺旋轴倾斜，各个液晶畴的螺旋轴取向不一致，使有效螺距值缩短并有所浮动，引起出射激光波长蓝移和多模输出。利用光子态密度理论数值模拟了激光辐射谱。当有效螺距为倾斜角的函数时，随着倾斜角增大出射激光波长蓝移。