We have demonstrated the realization of a coherent vesicle random lasing (VRL) from the dye doped azobenzene polymer vesicles self-assembled in the tetrahydrofuran-water system, which contains a double-walled structure: a hydrophilic and hydrophobic part. The effect of the dye and azobenzene polymer concentration on the threshold of random laser has been researched. The threshold of random laser decreases with an increase in the concentration of the pyrromethene 597 (PM597) laser and azobenzene polymer. Moreover, the scattering of small size group vesicles is attributed to providing a loop to boost the coherent random laser through the Fourier transform analysis. Due to the vesicles having the similar structure with the cell, the generation of coherent random lasers from vesicles expand random lasers to the biomedicine filed.

提出一种氮化镓与掺偶氮苯聚合物复合材料集成光波导光栅耦合器,并通过仿真计算分析了这种器件的特性。用氮化镓铝衬底上对称的双氮化镓脊形光波导构成集成光波导定向耦合器,涂覆掺偶氮苯聚甲基丙烯酸甲酯聚合物作为包层。利用掺偶氮苯聚合物的光敏特性,在两脊形波导间区域通过周期性光照制作布拉格光栅。利用耦合模理论分析了这种光栅耦合器中各模式间的耦合关系,确定了各模式的耦合模方程,仿真计算了这种光栅耦合器各端口的输出特性,包括各模式的幅度随着传输距离的变化,以及各端口输出的幅度变化关系。在此基础上进一步分析了多周期耦合光栅耦合器的频谱特性,为集成光路中实现复杂频谱信号的操作提供了一种新的实现方案。

基于角度烧孔模型研究光致异构空间光孤子的形成条件和传输性质。在有背景光条件下, 利用MATLAB仿真研究折射率随光强的变化关系。根据折射率的变化规律,分析形成孤子的条件。结果表明:在有背景光时,折射率改变可正可负,可形成亮孤子和暗孤子。

将偶氮苯聚合物和向列相液晶以一定比例混合后注入液晶盒, 用线性偏振光进行掩膜光照, 引发偶氮苯聚合物发生顺反异构, 诱导液晶产生光双折射现象, 形成偶氮苯聚合物掺杂液晶光栅, 样品通过光学显微镜和He-Ne激光器的检测, 结果表明该光栅具有清晰的光栅结构, 衍射效率高并具有电场可调谐性, 更为重要的是驱动电压大幅降低, 可与集成电路匹配。

提出了利用偶氮材料的光化学特性制作衍射相位元件的方法。区别于一般的激光直写方法,利用偏振光在偶氮苯聚合物薄膜的表面逐点曝光,结合对光功率密度、曝光时间和光偏振方向的组合控制,以实现每个点的相位延迟量的控制。基于此设想,制作了一系列的相位光栅。利用偏光显微镜和扫描近场光学显微镜(SNOM)观察了光栅的表面形貌,并对实验结果做了定性分析。与相位全息干涉的方法相比,采用的逐点曝光的方法更加灵活,对实验环境的要求不高,有广阔的应用前景。

基于偶氮苯聚合物的光致异构和光致取向特性，开展了双偶氮苯功能化聚合物薄膜表面微结构的“刻写”研究．利用两束相干光照射，在样品表面“刻写”出了亚微米量级的光栅结构；利用分步法在样品表面制作出了清晰的“三角格子”等花样微结构，证明了双偶氮苯功能化聚合物对于表面微结构的制作有较强的可操作性．通过对比单偶氮和双偶氮材料的实验结果，证明了双偶氮聚合物具有响应时间快、衍射效率高等特点，并由此讨论了偶氮苯聚合物薄膜表面微结构的形成机理及其偏振选择性．

为了有效降低偶氮苯聚合物薄膜全光开关信号的本底，提高全光开关信号的调制深度，利用线偏振光合成圆偏振光的原理，设计了一种新的线-圆双偏振态光束抽运光路。实验用532 nm光作为抽运光，632.8 nm的He-Ne激光作为探测光。532 nm的光先分为功率相等但偏振正交、相位差为π/2奇数倍的两束线偏振光，然后再合成一束抽运光。通过调制其中的一束来实现线偏振与圆偏振抽运光之间的转换，从而实现样品光致双折射的产生与擦除。以掺杂分散红1(DR1)的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜(PMMA)为样品进行实验。结果表明，用此光路，样品全光开关信号的调制深度达到92%，远远高于传统的单一线偏振光束抽运光路的实验结果。

报道了偶氮苯掺杂聚合物光致双折射空间分布的实验研究。发现在光照区域外较大的范围内有双折射,证实了生色团分子的取向运动及其引起的周边分子相互运动的存在。对3种偶氮苯染料分散红1(DR1),分散红13(DR13)和分散黄7(DY7)掺杂的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚合物进行了定性研究。发现生色团分子的取向运动及其引起的周边分子相互运动与抽运光强度和生色团分子的大小等因素有关。

为了提高制作偶氮苯微结构的实验技术,在偶氮苯聚合物的光致异构和光致取向特性的基础上,利用两激光束的新实验方案,运用比较简便的分步制作的方法,成功的在偶氮苯功能化聚合物薄膜表面“刻写”出二维的正方格子结构。提出了一个新的光异构取向场理论

采用单光束Z扫描技术对新型光学存储材料偶氮分散红聚合物的薄膜样品进行了测量。实验结果表明,该样品的非线性折射率为负值。为消除非线性吸收的影响, 将实验所得有孔Z扫描曲线除以开孔Z扫描曲线进行了处理。从Z扫描曲线的实验数据处理得到这种新型偶氮分散红聚合物薄膜材料的非线性折射率为: -5.5×10-6 cm2/W,其值比常见无机非线性光学材料大8～9个数量级, 是一种很有应用前景的新型光学存储材料。最后,对这种偶氮聚合物薄膜具有大的非线性折射率的物理机制进行了分析。初步认为:在线偏振光照射下,偶氮分子变为各向异性。这些类似液晶相的分子很好地关联在一起,分子的取向对外界扰动的响应是一种集体的效果,所以他们具有很大的非线性响应。