Ukrainian Journal of Physical Optics 

Dudok T. H., Savaryn V. I., Fechan A.V., Cherpak V. V., Pansu B. and Nastishin Yu. A.

Download this article

Abstract. We have measured lasing spectra from dye-doped droplets of an isotropic liquid located in a cholesteric matrix (‘inverted’ suspension) and an ‘inverse’ system, dye-doped cholesteric droplets in an isotropic liquid (‘conventional’ suspension), with the both systems involving the same cholesteric and isotropic liquid components. For the conventional suspension, we have collected the lasing spectra for about 200 droplets and found that the lasing lines are clearly separated into three groups located at the short-wavelength and long-wavelength edges of a photonic band gap (PhBG) and inside the PhBG. The latter ("forbidden") line is observed for all of the droplets under examination. Occasionally, it can coexist with one or both of the lines located at the short- or/and long-wavelength PhBG edges. We have shown for the first time that, for the inverted isotropic droplets in the cholesteric matrix, a single lasing line is located at the short-wavelength PhBG edge. This reveals a PhBG-nature of that line and corresponds to a zero scalar orientational order parameter for the dye molecules placed in the isotropic liquid.

Keywords: point light sources, mirrorless lasing, mirrorless lasers, photonic band-gap edge lasing, dye-doped cholesteric liquid crystals, liquid crystal lasers, dot lasers

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. 15 227-232
doi: 10.3116/16091833/15/4/227/2014

Received: 03.11.2014

Анотація. Проведено вимірювання спектрів лазерної генерації для забарвлених краплин ізотропної рідини в холестеричній матриці (“інвертованої” суспензії) та для забарвлених холестеричних краплин в ізотропній рідині (“звичайної” суспензії). Обидві системи відповідають єдиній парі матеріалів – холестерику та ізотропній рідині. Для звичайної суспензії одержано лазерні спектри для близько двохсот краплин і встановлено, що набір лазерних ліній чітко розділений на три групи, розташовані  на коротко- і довгохвильовому краях фотонної забороненої зони (ФЗЗ) і всередині неї. Лінія всередині ФЗЗ (т. зв. “заборонена” лінія), яка спостерігається для всіх досліджених крапель, в деяких випадках співіснує з однією або двома лініями на коротко- та довгохвильовому краях ФЗЗ. Вперше показано, що для інвертованих ізотропних крапель у холестеричній матриці спостерігається одна лазерна лінія на короткохвильовому краї ФЗЗ. Це підтверджує її ФЗЗ-природу та відповідає нульовому скалярному орієнтаційному параметру порядку для молекул барвника в ізотропній рідині.