NSF-EC: Tunable Mirrorless Lasing in Cholesteric Liquid Crystalline Elastomers
NSF-EC:胆甾型液晶弹性体中的可调谐无镜激光
基本信息
- 批准号:0132611
- 负责人:
- 金额:$ 48万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:2002
- 资助国家:美国
- 起止时间:2002-06-01 至 2006-05-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Liquid crystalline elastomers are a new class of soft materials, distinguished by the coupling between orientational order and strain, whose mechanical deformations give rise to changes in the dielectric tensor. Cholesteric liquid crystal elastomers, due to their periodic structure, are photonic band-gap materials whose band structure can be altered by mechanical strain. Optically pumped cholesteric liquid crystal elastomers exhibit distributed cavity effects, stimulated emission, and, above a threshold, mirrorless lasing at the band edges. The proposed work is to study, in conjunction with EC collaborators, the response of optically pumped helical cholesteric and other periodic liquid crystalline elastomers under mechanical strain. Participating graduate and undergraduate students will gain hands-on experience using the latest research techniques in laser physics and spectroscopy studying photonic band gap elastomers. In addition to gaining fundamental insights into the processes underlying the optical response of these materials, the proposed research will lead to mechanically tunable laser sources, switchable mirrors and tunable band-gap materials.Liquid crystal elastomers are novel rubber-like materials that dramatically change their optical properties when mechanically deformed. This unique property can be used to produce exceptional properties not possible with other materials; for example, they can be used to produce mechanically tunable wavelength selective mirrors, and large area, thin film lasers. The planned research will focus on exploring and utilizing these unique properties and effects. The high-risk materials research that led to the recent discovery of tunable 'rubber band' lasers would not have been possible without public funding of basic research. The proposed work, to be performed in collaboration with European Community scientists already engaged in the study of elastomeric materials, is needed to ensure U.S. presence at the forefront of this materials science and technology area. The project will educate participating graduate and undergraduate students in the cutting-edge interdisciplinary areas of soft materials characterization, laser physics and photonics, and is expected to impact on a variety of technologies ranging from telecommunications to artificial muscles.
液晶弹性体是一类新型的软材料,其特点是取向有序性和应变的耦合,其力学变形引起介电张量的变化。胆甾型液晶弹性体由于其周期性的结构,是一种可以通过机械应变改变其能带结构的光子带隙材料。光泵浦胆甾型液晶弹性体具有分布腔效应、受激发射和在阈值以上的无反射镜激光。建议的工作是与EC合作者一起研究光泵螺旋胆甾体和其他周期液晶弹性体在机械应变下的响应。参与的研究生和本科生将获得实践经验,使用最新的激光物理和光谱学研究光子带隙弹性体的技术。除了对这些材料的光学响应过程有基本的了解外,这项拟议的研究还将导致可机械调谐的激光光源、可切换的反射镜和可调的带隙材料。液体晶体弹性体是一种新型的橡胶状材料,当机械变形时,它们的光学性质会发生显著变化。这种独特的特性可以用来产生其他材料所不具备的特殊性能;例如,它们可以用来制造机械可调波长选择反射镜和大面积薄膜激光器。计划中的研究将集中在探索和利用这些独特的特性和效果。如果没有公共基础研究的资助,导致最近发现可调谐“橡皮筋”激光器的高风险材料研究是不可能的。这项拟议的工作将与已经从事弹性体材料研究的欧洲共同体科学家合作进行,以确保美国在该材料科学和技术领域的领先地位。该项目将在软材料表征、激光物理和光子学等尖端跨学科领域培养参与的研究生和本科生,预计将对从电信到人造肌肉等各种技术产生影响。
项目成果
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会议论文数量(0)
专利数量(0)
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