生物分子掺杂液晶在超短脉冲激光激励下的非线性光学效应及其微观机理

虽然液晶分子在光场激励下具有很强的光学非线性效应，但却需要很高的光强阈值，从而限制了液晶作为非线性光学材料应用。近年来的研究表明：在液晶中掺入微量杂质会使得液晶不仅具有更强的非线性光学效应，并且能使激励光场的强度大幅下降，其阈值要降低2个量级。目前对这种反常现象的微观解释是由于杂质分子在基态和激发态与液晶的作用能不一样造成的。我们的研究表明，利用波长位于杂质吸收区的飞秒激光激励，掺有微量生物杂质的液晶光学非线性效应的光强阈值要比纯液晶降低3个量级，并且对激发波长的微小变化异常明显，另外非线性效应强烈地依赖杂质的分子结构和光学性质。采用超短脉冲激光泵浦探测系统，详细研究掺杂系统中杂质与液晶分子的耦合形式和强度、相互作用的动力学过程，以及激光对掺杂分子的激发作用，并且利用这种效应作为研究生物分子的结构与光学性质的新方法。