CN102761056A - 通过电压补偿环境温度对液晶随机激光的影响 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通过电压补偿环境温度对液晶随机激光的影响，包括以下步骤：首先从激光器出射的泵浦光，通过透镜聚焦照射到液晶随机激光器上，液晶随机激光器的结构为由两块玻璃构成的盒状结构，液晶随机激光器的增益介质为液晶微滴和激光染料的混合溶液；在液晶随机激光器的前向或后向放置探测器以探测所出射的随机激光；然后通过玻璃层给液晶随机激光器加上基本电压，当环境温度高于液晶随机激光器最佳工作温度时，调解电源降低加载电压值，当环境温度低于液晶随机激光器最佳工作温度时，调解电源升高加载电压值。本发明通过加电压的形式有效的改善了环境温度对液晶随机激光器的影响，并且其结构简单、制作方便、容易实现。
Description
技术领域
本发明属于激光技术领域，具体涉及一种在电压控制下改变液晶双折射率从而改善环境温度变化对液晶随机激光辐射特性影响方法。
背景技术
近年来，随机激光已经成为国际激光学界的热门研究领域。随机激光辐射源自激活无序介质，通过辐射光在介质中的多次散射提供光学反馈，从而获得较大的增益，无需外加谐振腔。液晶随机激光器就是将激光增益介质掺杂在液晶材料中，以液晶作为无序散射介质的随机激光器。与传统的激光器相比，其体积较小易于集成，结构多样化，而且制作容易；在全方位都能够探测器件发光，并且可以实现短波长的激光出射；由于液晶材料的可控特性，通过外在环境（电场、光照、压力等）参数的变化来改变液晶相或者调整液晶分子的取向或排列从而控制液晶的各向异性分布(或无序程度)达到控制随机激光辐射特性的目的（如强度、波长、半高全宽），从而制成可调微型随机激光器。由于具有这些独特的性质和优势，所以在光学集成、平板显示、远程传感、军事应用、生物医学等领域，液晶随机激光器具有巨大的应用前景和研究价值。
据报道，当温度有10oC的变化时，液晶随机激光器的强度会发生50%的波动以及其辐射波长也至少有10nm左右的偏移。正是由于液晶这种温度的敏感性，使外在环境温度的变化会影响液晶的各向异性分布(或无序程度)，使液晶随机激光器的辐射特性发生变化，降低了液晶随机激光的稳定性，提高了液晶随机激光器对使用环境的要求，从而限制了其实际应用。而如今还没有人研究改善环境温度对液晶随机激光器影响的方法。
发明内容
本发明的目的在于针对液晶随机激光器在使用时环境温度对其影响不容忽略的问题，提供一种通过电压补偿环境温度对液晶随机激光的影响方法。
本发明采用的技术方案为：一种通过电压补偿环境温度对液晶随机激光的影响，包括以下步骤：
（1）首先从激光器出射的泵浦光，通过透镜聚焦照射到液晶随机激光器上，液晶随机激光器的结构为由两块玻璃构成的盒状结构，两块玻璃两边由一定厚度的垫片隔开，根据需求对玻璃内表面做一定的摩擦取向处理，液晶随机激光器的增益介质为液晶微滴和激光染料的混合溶液；
（2）在液晶随机激光器的前向或后向放置探测器以探测所出射的随机激光；
（3）将两块所述玻璃与电源连接；
（4）然后通过玻璃层给液晶随机激光器加上基本电压，当环境温度高于液晶随机激光器最佳工作温度时，调解电源降低加载电压值，当环境温度低于液晶随机激光器最佳工作温度时，调解电源升高加载电压值，以保证液晶随机激光输出特性（如波长、强度）的稳定性。
作为优选，所述玻璃为ITO玻璃，ITO玻璃是在普通玻璃上镀上一层薄膜即铟锡氧化物半导体透明导电膜（即ITO薄膜）构成，ITO导电层可以部分擦除，形成所需的电极结构，这种制作电极的方法非常简单。
作为优选，所述电源为交流电源，以提高设备的使用寿命。所加载电压的数值也由液晶材料的类型、ITO玻璃上摩擦取向以、盒状结构的厚度以及环境温度共同决定。
液晶随机激光器最佳工作温度一般为20oC~28 oC，比如向列相液晶随机激光器的最佳工作温度为25 oC左右。
本发明的工作原理为：加载电压也可以改变液晶分子的排布，从而影响其光学性能。当外加电场增加时，液晶分子的取向由无序逐渐趋向电场方向，导致液晶的双折射率降低，同时散射能力降低（扩散常数增大）；降低电压即可恢复初始的状态。若给液晶随机激光器加某个固定的电压值（称之为基本电压值），使液晶分子的取向介于无序和趋于电场方向的某个状态，此时液晶的折射率和扩散常数值也较稳定。当温度升高时，液晶的热波动增大，分子运动所需的能量降低，使液晶的双折射率和扩散常数都发生变化，若想液晶分子回到加载基本电压值时的状态只需加载较低的电压值，所以通过降低电压即可补偿温度的影响。当温度降低时，液晶分子的热波动性降低，分子运动所需的能量增大，使液晶的双折射率和扩散常数都发生变化，若想液晶分子回到加载基本电压值时的状态只需加载较高的电压值，所以通过升高电压即可补偿温度的影响。基于此原理本文提出通过加载电压来补偿环境温度对液晶随机激光的影响。
有益效果：本发明通过加电压的形式有效的改善了环境温度对液晶随机激光器的影响，并且其结构简单、制作方便、容易实现。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
如图1所示：一种通过电压补偿环境温度对液晶随机激光的影响，包括以下步骤：
（1）首先从激光器出射的泵浦光1，通过透镜聚焦照射到液晶随机激光器上，液晶随机激光器的结构为由两块ITO玻璃构成的盒状结构，两块玻璃两边由一定厚度的垫片隔开，根据需求对玻璃内表面做一定的摩擦取向处理，液晶随机激光器的增益介质为液晶微滴2和激光染料3的混合溶液；
（2）在液晶随机激光器的前向或后向放置探测器以探测所出射的随机激光4；
（3）将两块所述玻璃与交流电源6连接；
（4）然后通过ITO玻璃层5给液晶随机激光器加上基本电压，当环境温度高于液晶随机激光器最佳工作温度时，调解交流电源6降低加载电压值，当环境温度低于液晶随机激光器最佳工作温度时，调解交流电源6升高加载电压值，以保证液晶随机激光输出特性（如波长、强度）的稳定性。
液晶随机激光器的增益介质为向列相液晶E7中和激光染料PM597。当环境温度在0 oC到40 oC变化时，通过升高或者降低所加载电压使液晶随机激光器的输出特性较为稳定性。
液晶随机激光器的结构也可以是平面光子微腔或光栅等结构。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (3)
1.一种通过电压补偿环境温度对液晶随机激光的影响，其特征在于：包括以下步骤：
（1）首先从激光器出射的泵浦光，通过透镜聚焦照射到液晶随机激光器上，液晶随机激光器的结构为由两块玻璃构成的盒状结构，两块玻璃两边由垫片隔开，根据需求对玻璃内表面做一定的摩擦取向处理，液晶随机激光器的增益介质为液晶微滴和激光染料的混合溶液；
（2）在液晶随机激光器的前向或后向放置探测器以探测所出射的随机激光；
（3）将两块所述玻璃与电源连接；
（4）然后通过玻璃层给液晶随机激光器加上基本电压，当环境温度高于液晶随机激光器最佳工作温度时，调解电源降低加载电压值，当环境温度低于液晶随机激光器最佳工作温度时，调解电源升高加载电压值。
2.根据权利要求1所述的通过电压补偿环境温度对液晶随机激光的影响，其特征在于：所述玻璃为ITO玻璃。
3.根据权利要求1所述的通过电压补偿环境温度对液晶随机激光的影响，其特征在于：所述电源为交流电源。
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