为了优化液晶类微管激光器的性能, 本文研究了偶氮染料掺杂聚合物分散液晶微管激光器出射激光的性能及光控性。通过在不同纤芯直径的玻璃毛细管中制备掺杂偶氮染料的PDLC, 并分别测量这些样品的随机激光阈值。增加紫外线照射强度, 测量随机激光的光谱。实验结果表明,不同芯径毛细管样品(100 μm, 300 μm, 500 μm)的随机激光阈值测量为11.8 μJ/脉冲, 8.6 μJ/脉冲和13.2 μJ/脉冲。实验结果还表明, 随着紫外线照射强度的增加(从0 mW/cm2 增加到150 mW/cm2), 随机激光强度逐渐减小, 光谱的半高宽变宽。随机激光在光学调谐过程中在不同偏振方向的紫外光束下显示出相似的特性。该工作验证了在圆柱形约束结构中制造微型激光器件的可能性, 并扩展了PDLC的应用范围。

为了优化液晶类微管激光器的性能, 拓展其应用领域, 本文研究了银纳米颗粒和氧化锌纳米颗粒对染料掺杂聚合物稳定液晶微管激光器出射激光的影响。通过掺杂不同浓度的银纳米颗粒和氧化锌纳米颗粒在聚合物稳定液晶的微管随机激光器中, 探究其对微管激光器出射激光特征的影响, 并对比两种纳米颗粒的影响效果。实验结果表明: 当在聚合物稳定液晶微管激光器中掺入0.1%的银纳米颗粒后, 随机激光出射强度增强, 其激光阈值从23.2 μJ/pulse减小至10.9 μJ/pulse。当氧化锌纳米颗粒的掺杂浓度达到1.0%时, 在随机激光出射强度增加的同时, 激光出射阈值会减小至21.2 μJ/pulse。然而, 过量纳米颗粒的掺杂均会造成随机激光出射光强的降低和激光阈值的增加,其原因在于纳米颗粒团簇的产生, 降低了纳米颗粒的散射作用。实验结果还表明, 银纳米颗粒掺杂对微管激光器性能的提升明显优于氧化锌, 这归因于银纳米颗粒所引发的局域表面等离共振效应会增强其散射作用。通过掺杂纳米颗粒, 微管随机激光器的性能得到了提升, 为其在通讯、加密以及液晶显示等领域奠定了基础。