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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:古秀山
研究生(外文):Hsiu-shan Ku
論文名稱:摻雜光敏親手性材料及雷射染料於膽固醇液晶之可光調控及空間調控寬頻帶彩色錐角雷射輸出之研究
論文名稱(外文):Optically and spatially band-tunable color cone lasing emission in a laser-dye-doped cholesteric liquid crystal with a photoisomerizable chiral dopant
指導教授:李佳榮
指導教授(外文):Chia-rong Lee
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:光電科學與工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:106
中文關鍵詞:彩色錐角雷射膽固醇液晶光敏親手性材料
外文關鍵詞:cholesteric liquid crystalcolor cone lasing emissionphotoisomerizable chiral dopant
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  本論文主要藉由在膽固醇液晶雷射中加入可光致同素異構化親手性材料,使膽固醇液晶所輸出的彩色錐角雷射波段可光調控及空間調控,其雷射輸出波段可調控的機制是由於當同素異構化(trans→cis)反應產生後,光致同素異構化親手性材料的HTP值降低並造成膽固醇液晶螺距改變,藉此間接調控輸出的雷射波長,同素異構化的程度愈高(即cis濃度愈高),膽固醇液晶所輸出的彩色錐角雷射波段可調控範圍也愈大。此外我們以UV光強度梯度照射DDCLC樣品的方式,製作出一個可空間調控彩色錐角雷射輸出波段的雷射元件。不論是光調控或空間調控,其雷射波段可調控範圍皆可達100nm以上。因此,相較於之前的膽固醇液晶雷射,此彩色錐角雷射具有較好的調控特性。
This study demonstrates optically and spatially band-tunable color cone lasers (CCLs) based on DDCLC cells with a photoisomerizable chiral dopant. The band-tunability is attributable to the recovery of the helix of the CLC resulted from the trans-cis isomerization induced decrease of the helical twisting power of the chiral dopant.The more the chiral cis-isomers are produced, the larger the tuned lasing band is.A color cone laser with a spatial band-tunability can be obtained with a gradient-intensity-irradiation of UV light on the DDCLC cell.Total wavelength ranges of optical and spatial band-tunability both exceed 100nm.Therefore,the CCL has greater tunable features than those of the previous CLC lasers.
緒論.....................................................1
第一章 液晶簡介..........................................2
1-1 何謂液晶.............................................2
1-2 液晶的分類...........................................3
1-3 液晶物理.............................................12
1-3.1 液晶的光學異向性...................................12
1-3.2 溫度對向列相液晶的影響.............................15
1-3.3 液晶的連續彈性體理論...............................16
1-3.4 電場對絕緣向列相液晶的影響.........................17
第二章 理論介紹..........................................20
2-1 膽固醇液晶的光學特性.................................20
2-2 影響膽固醇液晶螺距的外在因素.........................21
2-3 一維光子晶體與染料摻雜膽固醇液晶雷射.................25
2-4 染料摻雜膽固醇液晶之彩色錐角雷射機制.................30
2-5 可光調控膽固醇液晶螺距與彩色錐角雷射輸出波段機制.....35
2-6 分佈回饋雷射與耦合理論...............................37
2-6.1 分佈回饋雷射機制...................................37
2-6.2 分佈回饋雷射之波耦合模型...........................38
第三章 實驗方法和過程....................................44
3-1 材料介紹.............................................44
3-2 樣品製作流程.........................................50
3-2.1 藥品調配...........................................51
3-2.2 ITO玻璃清洗........................................51
3-2.3 空cell製作.........................................52
3-2.4 藥品注入空cell.....................................53
3-2.5 加熱退火及外力處理.................................53
3-3 用UV光調控膽固醇液晶輸出的彩色雷射波段之實驗架設.....55
3-4 用UV光梯度照射強度分佈引致空間調控膽固醇液晶輸出的彩色雷射波段之實驗架設.......................................57
第四章 實驗結果及討論....................................59
4-1 實驗樣品之螢光及吸收光譜量測.........................59
4-2 以固定UV光強度,改變UV光照射時間觀察樣品輸出的彩色雷射波段調控情況.............................................60
4-2.1 觀察樣品照射UV光前所輸出之彩色雷射訊號.............61
4-2.2 觀察樣品在以光強度3mW/cm2的UV光照射20秒後所輸出之彩色雷射訊號.................................................65
4-2.3 觀察樣品在以光強度3mW/cm2的UV光照射80秒後所輸出之彩色
雷射訊號.................................................70
4-2.4 觀察樣品在以光強度3mW/cm2的UV光照射160秒後所輸出之彩色雷射訊號...............................................73
4-3 以固定UV光照射時間,改變UV光強度觀察樣品輸出的彩色雷射波段調控情況.............................................79
4-3.1 觀察樣品照射UV光前所輸出之彩色雷射訊號.............79
4-3.2 觀察樣品在以光強度0.59mW/cm2的UV光照射160秒後所輸出之彩色雷射訊號.............................................79
4-3.3 觀察樣品在以光強度1.43mW/cm2的UV光照射160秒後所輸出之彩色雷射訊號.............................................83
4-3.4 觀察樣品在以光強度3mW/cm2的UV光照射160秒後所輸出之彩色雷射訊號...............................................87
4-4 UV光梯度照射強度分佈引致空間調控膽固醇液晶輸出之彩色雷射訊號量測...............................................92
第五章 總結與未來展望...................................102
5-1 總結................................................102
5-2 未來展望............................................102
參考文獻................................................103
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