高能量全固态短脉冲雷射激发液晶-台北科技大学-台北科技大学.doc

電資學院研究群成立申請書 說明：研究群成立時應提出具體申請書，其內容應包括： 研究群名稱 召集人 聯絡人（聯絡方式） 成員名單與簡歷 研究課題 未來研究方向、運作方式與達成目標（約300字） 實驗室及主要設備 正執行之計畫 過去研究績效（近5年著作及研究計畫） 註：前六項資料將張貼於本院網頁 國立台北科技大學 電資學院研究群成立申請書 研究團隊：高能量全固態短脈衝雷射激發液晶 Excitation of the liquid crystal by the high pulse energy all solid state laser 計 畫 主 持 人： 林家弘 助理教授(台北科技大學光電系) 協同計畫主持人： 吳俊傑 教授(台北科技大學光電系) 蔡淑雲 教授(台北科技大學光電系) 聯絡人： 單位： 光電工程系(所) 職稱： 助理教授 姓名： 林家弘 電話： (024640 傳真： (02 提報日期：中華民國 九十七 年 七 月 一 日 經歷 吳俊傑教授 國立台北科技大學光電工程系所教授,2001/8~2.中國液態晶體學會簡訊編輯,2000/4~3.液態晶體學會理事,2000/3~4.光學工程編輯,1999/7~5.東吳大學!物理系教授,2000/8~2001/76.東吳大學!物理系副教授,1992/8~2000/87.日本SEIKO EPSON公司!研究開發部研究員,1989/6~ 1992/71.國立台北科技大學光電工程系教授,95年/5月~2.國立台北科技大學光電科技系副教授,80年/8月~95年/4月3.台北工專共同科物理組講師,75年/8月~80年/7月4.師範大學物理系助教,71年/8月~73年/7月國立台北科技大學光電工程系,專任助理教授2. 國立交通大學光電工程系,博士後研究 研究課題 液晶是顯示科技不可或缺的元件，此外它也可以當成一個快速的調變器，除此之外在液晶材料摻入染料產生受激放大與雷射輸出是近年來被許多研究團隊報導的一個題目。例如染料摻雜的聚合物分散液晶(holographic polymer-dispersed liquid crystal, PDLC)，其中液晶顆粒約幾十個奈米等級分散在聚合物中，由於液晶顆粒與聚合物介面的折射率差會使光散射而造成隨機共振(random lasing)的行為。此外，螺旋狀液晶(helical liquid crystals)介質因為具有週期排列，類似一維的光子晶體，因此不需要反射鏡來組成共振腔就可以形成一個一維的侷限，當染料被高能量的光脈衝激發後，會產受激放大生與共振行為而產生雷射輸出。近年來Barna等人將摻雜染料的螺旋狀液晶填入類似光纖的三維共振腔內，藉短脈衝雷射激發發現它會產生軸向與徑向的共振(圖一所示)。 為了使液晶產生受激輻射，需要高能量的脈衝當作激發光源(大於數個?J)。其中半導體激發的全固態雷射具有體積小易於攜帶、壽命長、穩定性高等的特性，因此在工業上、醫學上與學術研究上的用途日趨廣泛，摻釹釩酸鹽晶體具有高的吸收與輻射截面因此利用半導體雷射激發時所產生的輸出功率斜效率大，此外低的熱膨脹係數使得它具有高的熱損害臨界(damage threshold)，高的熱導數係因而熱透鏡效應小。(Cr:YAG)飽和吸收體，已經在國際期刊發表過許多摻釹釩酸釓(Nd:GdVO4)晶體(Nd:LuVO4)晶體產生鎖模與Q開關摻釹釩酸?J增加到十個?J(圖二所示)。 圖二 利用不同的飽和吸收體的起始穿透率與輸出耦合鏡搭配所產生高強度的Q開關短脈衝輸出。 吳俊傑教授在液晶與顯示器光學研究多年，有非常豐碩的研究成果，近來吳教授研究鐵電性液晶，發現在具有週期性螺旋結構的強誘電性液晶，為一種層狀液晶。其液晶分子初始的排列可視為一維的光子晶體。經由改變液晶分子的排列狀態或添加染料，可應用於許多的光電元件如空間濾波器和光調制器等。 (圖四) 利用光脈衝當作激發光源，使液晶樣品產生受激輻射與雷射輸出 未來研究方向、運作方式與達成目標 本計畫主要有三個主要的研究課題 高能量短脈衝雷射激發短脈衝雷射產生受激輻射 高能量短脈衝雷射誘發液晶旋轉產生非線性動力行為 Z-scan量測摻染料液晶的三階非線性係數 運作方式 本計畫的將借助於林家弘助理教授固態雷射的專長，購買聲光調變器使得雷射產生穩定、高能量的Q開關短脈衝，此外吳俊傑教授的研究團隊，將負責各種結構與摻染料液晶樣品的製造，而蔡淑雲教授將協助高能量