利用鐵電液晶與膽固醇液晶複合材料製作可低電壓調控寬頻範圍之光子能隙與雷射元件

Translated title of the thesis: Broadband low-voltage tunable photonic bandgap and lasing devices based on ferroelectric liquid crystal and cholesteric liquid crystal composites
  • 張 家綸

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本篇論文主要透過致發熱的方式發展與研究鐵電型液晶-膽固醇液晶(FLC-CLC)複合材料之元件光學性能表現並發展染料摻雜FLC-CLC雷射器。實驗結果顯示，此元件具有可低電壓、可室溫及可於全白光區域做光子能隙調控，雷射輸出調控可達100 nm範圍。首先本論文量測電致發熱片的溫度響應與FLC-CLC元件於可見光區之反射波段可低電壓調控性，最後探討染料摻雜FLC-CLC雷射器之雷射輸出性質與可電調控性。 本研究摻入鐵電型液晶之優點乃使得整體複合材料之層列-膽固醇液晶相相變溫度提升至室溫附近，讓此元件工作時不需要外加溫控器，另外之優點亦即摻入鐵電性液晶不會影響整體HTP值(使用一般向列型液晶無法取代鐵電型液晶)，透過低電壓(<2 8 V)可以調控其反射波段的位移在整個可見光區達321 nm，且光子能隙結構仍可保持完整。本研究利用結合Keating model與電致發熱片溫度模型，模擬反射中心波長與外加電壓關係曲線並與實驗結果比較相當擬合。另外，此元件施予電壓從0 V加至2 8 V時，反射波段於整個白光區調控所需時間達150秒，調控速度為2 13 nm/s；在調控性能重複性實驗裡，經過多次(五次)循環之電控反射波段位置並無顯著落差。此外，此論文同時透過給予低電壓(0 V – 0 8 V)可調控染料摻雜FLC-CLC之雷射輸出波長可達100 nm之調控範圍，所得之雷射閥值介於0 21 – 1 38 μJ/pulse之間。
Date of Award2018 Sept 3
Original languageChinese
SupervisorChia-Rong Lee (Supervisor)

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