Ukrainian Journal of Physical Optics 

Dudok T. H., Krupych O. M., Savaryn V. I., Cherpak V. V., Fechan A.V., Gudeika D., Grazulevicius J. V.,  Pansu B. and Nastishin Yu. A.

Download this article

Abstract. Recently derivatives of triphenylamine and 1,8-naphthalimide have been designed and synthesized as materials for organic light emitting diodes and solar cells. We have doped a cholesteric liquid crystal (ChLC) with 1 wt. % of one of the compounds of this series, a day 4-((E)-2-(N-(2-ethylhexyl)-1,8-naphthalimid-4-yl) vinyl) phenyl) benzenamine (or DG56) and performed optical characterization of the mixture as a material for laser generation. We have obtained such characteristics as light absorption, photoexcitation and fluorescent emission spectra, scalar orientational order parameter S, dispersion dependences of the birefringence, absorption indices, and dichroism for the dye molecules dissolved in the ChLC matrix. A large enough value of S = 0.55 measured for the dye molecules in the ChLC matrix indicates that the molecular planes of the dye are oriented roughly parallel to the nematic molecules. A laser emission from the dye-doped cholesteric with planar orientation showing Grandjean texture is observed at the long-wavelength edge of the cholesteric photon bandgap (PhBG). This confirms a PhBG nature of the laser line and evidences additionally that the dye molecular planes are parallel to the LC molecules. We have also found that the dye-doped ChLC under study represents a promising material for laser generation in ChLC matrices.

Keywords: mirrorless lasing, mirrorless laser, photonic band-gap edge lasing, dye-doped cholesteric liquid crystals, liquid crystal laser

PACS: 42.55.Mv, 42.55.Sa, 42.55.Tv, 42.70.Qs, 61.30.-v, 77.84.Nh, 78.60.Lc
UDC: 538.958+535.343.32+681.7.069.2+52-626
Ukr. J. Phys. Opt. 15 162-172
doi: 10.3116/16091833/15/3/162/2014
Received: 21.07.2014

Анотація. Нещодавно було розроблено та синтезовано похідні тріфеніламіну і 1,8-нафталіміду як матеріали для органічних світлодіодів і сонячних батарей. Ми легували холестеричні рідкі кристали (ХРК) однією зі сполук цієї серії – барвником 4-((E)-2-(N-(етилгексил)- 1,8-нафталімід-4-iл)вініл)феніл)бензенамін (DG56). Вміст барвника становив 1 мас. %. Було здійснено оптичну характеризацію цієї суміші як матеріалу для лазерної генерації. Одержано такі характеристики цього матеріалу як поглинання світла, спектри збудження та флуоресцентного випромінювання, скалярний параметр орієнтаційного порядку S, дисперсійні залежності двопроменезаломлення, а також коефіцієнти поглинання та дихроїзм молекул барвника, розчинених у матриці ХРК. Велике значення S = 0,55 для молекул барвника в матриці РК засвідчує, що ці молекули орієнтовані в площині, майже паралельній до не-матичних молекул. Лазерне випромінювання від холестерика, легованого барвником з планарною орієнтацією, який володіє текстурою Гранджана, спостерігаємо на довгохвильовому краю забороненої фотонної зони (ЗФЗ) холестерика. Це підтверджує характер лазерної генерації за механізмом ЗФЗ і додатково доводить, що молекули барвника паралельні до площини молекул ХРК. Ми також виявили, що досліджений нами легований барвником ХРК – це матеріал, перспективний для лазерної генерації в холестеричних матрицях.