低温下光子晶体液晶光纤的随机激光特性研究

本文主要探讨了光子晶体液晶光纤在随机激光领域的研究进展。实验通过将激光染料DCM掺杂的手性向列相液晶注入全反射型光子晶体光纤的微孔结构中，实现了对激光辐射行为的深入研究。研究者采用的是固体Nd:YAG激光器，将其倍频后的532纳米光作为抽运光源。在室温条件下，观察到了显著的现象：无论激光的入射方向与光纤轴线的夹角如何，都可以在600至650纳米的波长范围内探测到多个离散且尖锐的随机激光辐射峰，其线宽控制在窄小的0.2至0.3纳米之间，显示出极高的相干性和稳定性。 随机激光的发生源于光子在光子晶体光纤内部的多重散射，特别是在手性向列相液晶这一强散射介质中。液晶的分子取向和折射率分布随着温度的变化而变化，这是实现随机激光开关的关键因素。当样本被加热至各向同性温度时，液晶分子的有序性被破坏，折射率分布变得均匀，从而导致随机激光辐射峰消失。 这项研究不仅展示了光子晶体液晶光纤的独特性能，对于光子晶体在光学器件中的应用具有重要价值，尤其是在光通信、信息处理和光学存储等领域，可能有潜在的应用前景。未来的研究可能进一步优化染料掺杂策略，探索更复杂的光子晶体结构，以提升随机激光的稳定性和效率。此外，对于激光染料的选择、微孔的设计以及温度调控机制的理解，都将有助于推动这个领域的理论和技术进步。