Desde que se desarrollaron los láseres por primera vez, la demanda de láseres más adaptables solo ha aumentado. Los cristales líquidos nemáticos quirales CLC son una clase emergente de dispositivos láser que están preparados para dar forma a cómo se utilizarán los láseres en el futuro debido a sus bajos umbrales,facilidad de fabricación y capacidad de sintonización a través de franjas más amplias del espectro electromagnético. Nuevo trabajo sobre cómo seleccionar modos de borde de banda en estos dispositivos, que determinan la energía láser, puede arrojar luz sobre cómo se sintonizarán los láseres del futuro.
Las cavidades del láser están formadas por un cristal líquido nemático quiral dopado con un tinte fluorescente. El cristal líquido crea un intervalo de banda fotónico en la cavidad del láser. Un equipo internacional de investigadores demostró una técnica que permite que el láser cambie eléctricamente la emisión entre los largos- y los bordes de longitud de onda corta del intervalo de banda fotónico simplemente aplicando un voltaje de 20 V. Informan su trabajo esta semana en letras de física aplicada , de AIP Publishing.
"Nuestra contribución es encontrar una manera de cambiar la orientación del momento dipolar de transición del medio de ganancia [el tinte fluorescente] en la estructura CLC y lograr la selección del modo entre los bordes de longitud de onda larga y corta sin ajustar la posición delbanda fotónica ", dijo Chun-Ta Wang, autor del artículo." También demostramos un sistema CLC estabilizado con polímeros, que mejoró la estabilidad del láser, el rendimiento del láser y el voltaje umbral ".
Los láseres CLC funcionan a través de una colección de cristales líquidos que se autoensamblan en patrones en forma de hélice, que luego actúan como la cavidad del láser. Estas hélices son quirales, lo que significa que se desenroscan en la misma dirección, lo que les permite sintonizarse en unamplia gama de longitudes de onda. Si bien muchos láseres, como los diodos láser utilizados en reproductores de DVD, se fijan en un solo color, muchos láseres CLC se pueden sintonizar en múltiples colores en el espectro de luz visible y más allá.
Además de sintonizar la longitud de onda láser, un área de investigación importante es encontrar diferentes formas de sintonizar la longitud de onda cambiando el modo láser de un borde del intervalo de banda fotónica al otro. Hasta ahora, algunos intentos han sugerido que es posiblecambiar entre los bordes de longitud de onda larga y corta.
El trabajo del equipo de Wang demuestra que este cambio de modo es posible aplicando un campo eléctrico de corriente continua al tinte fluorescente, alterando su parámetro de orden sin afectar la posición espectral de su banda prohibida. Los investigadores probaron tres mezclas variando las proporciones de cristales líquidos ytintes y grabación de sus salidas láser a través de espectrometría de fibra óptica.
Descubrieron que era posible que todas las muestras cambiaran de láser en el borde de onda corta a láser en el borde de onda larga, un cambio de casi 40 nanómetros, con tan solo 20 voltios. Además, un polímero-La muestra de CLC plana estabilizada pudo aprovechar su estabilidad estructural adicional para cambiar reversiblemente entre los dos modos y mostró un rendimiento mejorado y un voltaje umbral.
"Ha habido muchos cálculos sobre cómo lograr este fenómeno en este campo, pero que sepamos, esta es la primera vez que se ha probado experimentalmente", dijo Wang.
Mirando hacia el futuro, Wang dijo que el uso generalizado de los láseres CLC todavía está programado para el futuro. Mientras tanto, él y su equipo esperan expandir nuestra comprensión de la selección del modo de borde de banda asistido eléctricamente en otros tipos de cristales fotónicos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física AIP . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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