同伦群理论在液晶缺陷中的应用

本文介绍了液晶缺陷研究的进展,并用同伦群理论讨论了各种类型液晶中不同维数的缺陷的分类,还简单讨论了液晶中缺陷强度所遵循的拓扑性质。     

铁电液晶缺陷光子晶体调谐滤波器的设计

将铁电液晶作为缺陷层引入一维光子晶体中,用电场改变液晶分子的取向,形成光子晶体快速可调谐滤波器.用传输矩阵法研究了铁电液晶缺陷光子晶体的可调谐滤波特性,计算了电压和液晶材料参量对滤波器透射谱的影响.结果表明:改变电压能容易改变光子晶体滤波器透射峰的位置、强度、个数和带宽,实现良好的调谐滤波功能.     

基于光子晶体马赫-曾德尔干涉仪的太赫兹开关及强度调制器

通过对二维正方晶格光子晶体线缺陷模色散曲线慢光特性的研究, 利用外电场对液晶分子取向的调控作用, 在填充液晶的正方晶格波导的马赫-曾德尔干涉仪结构中实现了开关和强度调制等功能. 利用平面波展开法计算了光子晶体波导的线缺陷模, 分析了液晶折射率的变化对缺陷模的影响. 计算表明, 液晶折射率仅改变了0.1, 线缺陷模有效折射率改变达0.168, 该特性可以更为有效地实现对相位的控制, 进而实现高消光比开关和强度调制功能, 这种高效的相位调节器件在集成光系统中将有很好的应用前景.     

负性向列相液晶电致缺陷的产生与湮灭过程

取向有序的液晶材料具有丰富的物理各向异性、外场响应性、物理效应,催生了新一代的光电应用.利用电场可在液晶中产生拓扑缺陷.缺陷动态过程受材料自身特性和外界条件的影响尚未明晰.本文选用介电各向异性△ε在-1.1到-11.5之间的7种向列相液晶材料,通过施加线性增加的交流电场,研究了负性向列相液晶电致脐点缺陷产生到湮灭过程中材料特性(△ε)和外界条件(温度、外加电场参数)对脐点缺陷的标度规律及湮灭快慢的影响.结果表明:在不同的△ε、温度和电场频率下,缺陷产生过程均满足Kibble-Zurek机制,即缺陷密度与电场变化率之间存在标度关系,且标度指数约为1/2;温度越高,产生缺陷密度越大;△ε越强或电场变化越快,缺陷湮灭速度越快.本文的研究厘清了拓扑缺陷产生湮灭与材料特性和外界条件的依赖关系,有利于对软物质中拓扑缺陷动态过程的认识和理解.     

液晶面板取向层与液晶层界面的电荷累积效应分析

TN模式的电荷累积缺陷,是液晶显示器生产中一个相当棘手问题。由于累积电荷量难于定量测量来进行研究,所以该问题一直悬而未决。着重分析了液晶显示器电荷累积缺陷,发现当它们介电常数与电导率的比值相差越大,电荷积累值越大;当取向层的介电常数与电导率的比值和液晶的不相等时,二者的交界面将产生电荷积聚;并且发现当取向层的介电常数与电导率的比值和液晶的相等时,二者的交界面将不产生电荷积聚,图像残留、显示速度减慢等问题也就可以消除。     

向列相液晶的饱和非线性及双稳态孤子

本文讨论了正性向列相液晶的饱和非局域非线性.从光束在正性向列相液晶中传输满足的非线性耦合模型出发,分别讨论了1+1维和1+2维情况下液晶非线性折射率的饱和特性,并得到了在不同预偏角情况下,饱和双稳态孤子的数值解.结果表明:液晶中预偏角越大其饱和非线性折射率的值就越小,存在双稳态孤子的范围也越小;当非线性折射率饱和后,双稳态孤子之间的波形差异明显,且饱和情况下存在的孤子光斑不再是圆形.     

液晶光阀的偏光显示特性分析

讨论了液晶光阀的偏光扭曲向列性效应, 分析了液晶光阀中液晶分子在交流电场作用下重新取向后的扭曲, 测量了TB3639型液晶光阀在特定的频率连续改变外加交流电压条件下,液晶分子重新取向后的扭曲角度以及液晶光阀的电光特性。测量结果表明,在外加电压连续改变时,入射线偏振光的透射率呈现连续非线性变化,这种非线性变化可以由液晶分子的扭曲量来改变。同时液晶分子180°的扭曲使得液晶光阀具有较陡的电光特性曲线,这对于多通道矩阵寻址方式的液晶光阀而言在矩阵显示中可有更多的通道寻址线和更高的对比度。     

受限液晶系统的理论新进展

受限液晶体系是软物质领域里一类基本的问题,理论方法是研究该问题的一种重要的手段.本综述简要回顾了液晶体系理论的发展历程,介绍了Onsager模型、Maier-Saupe模型、Landau-de Gennes展开、Frank弹性模型和高分子液晶的自洽场模.近几十年,使用这些理论模型,辅以适合的边界条件,已有大量的针对受限液晶体系的理论研究.本文重点介绍了受限体系最近20—30年的主要进展,包括狭缝中液晶体系的实验与理论进展、限制在二维平面中封闭曲线内液晶体系的指向行为、限制在三维球面上刚性分子的缺陷结构的研究进展,在此基础上指出了学科中尚未解决的前沿问题及与实际应用有关的重大问题.     

非局域空间光孤子相互作用的相关影响因素

非局域空间光孤子相互作用受到很多因素的影响,通过数值模拟和实验方法讨论了相位和外置偏压对向列相液晶中空间光孤子相互作用的影响。基于向列相液晶中的非局域非线性薛定谔方程,利用分步傅里叶变换算法进行数值求解,分析了相位对非局域空间光孤子相互作用的影响;另外,实验上在不同的入射条件下,研究了向列相液晶中双孤子的相互作用性质,得到了向列相液晶中两束光交叉点的位置与偏置电压的关系。     

液晶自动立体显示技术研究进展

根据双目视差原理,介绍了液晶自动立体显示技术的基本理论,讨论了当前主要的液晶自动立体显示技术,分析了各种技术的实现方式和技术特点.通过对比几种新型液晶自动立体显示器的内外部参数,总结了目前国内外液晶自动立体显示技术的发展水平,指出了今后主要的发展趋势.     

电压压调谐多级液晶滤光片的理论研究

依据电压调谐多级液晶滤光片的设计原理,给出了设计实例。主要讨论了三片液晶盒组成的多级滤光片,在滤光片系统中液晶盒可以采用相同厚度,也可以使厚度成一定比例。厚度成比例的多级滤光片,其透射波长可通过调节外加电压而连续改变,调谐范围400~800 nm,覆盖整个可见光区;采用相同厚度液晶盒组成的多级滤光片可以从多条谱线中滤出所需要的波长。原理上两种形式都可以获得性能良好的滤光片。     

梳型聚合物液晶的介电反应

计算了梳型聚合物双轴丝状相液晶侧链的扭曲缺陷能,对处于外电场的侧链,将其哈密顿量与一维Ising模型相比较,得到侧链在外电场中的极化率.结果表明,聚合物的电极化率远大于普通液晶.在低温下,两者之间的比值趋于聚合度N.对弛豫时间的计算表明,聚合物液晶的极化达到饱和的时间很长,在低温下是普通液晶的N倍,而介电损耗出现的频率则为普通液晶的1/N倍. 关键词：     

液晶空间光调制器在阿达玛变换光谱仪中的应用研究—编码模板缺陷的补偿措施

论述了液晶空间光调制器作为固定不动的编码模板在阿达玛变换光谱仪中的应用,对编码模板的缺陷进行了研究,提出了编码模板缺陷的补偿措施.模拟实验证明了我们给出的补偿措施是正确的.     

液晶-氧化锌纳米复合材料的可调发光

采用超声波分散技术,选用氧化锌纳米晶体和液晶（N-（4-methoxybenzylidene）-4-ethoxybenzenamine）,制成液晶质量分数分别为10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%的液晶-氧化锌纳米复合材料。通过X射线衍射仪、透射电子显微镜、光致发光光谱仪对样品进行表征。实验结果表明：当液晶MB₂BA在氧化锌纳米晶体的质量分数从0增加到80%时,氧化锌纳米复合材料的PL光谱峰值最终移到了418 nm的蓝光区域。随着氧化锌纳米晶体中液晶分子的增加,氧化锌纳米晶体的表面缺陷减少、其深层发光明显削弱,氧化锌纳米晶体的光致发光可以由最初的黄绿色转变为蓝色。因此,可以在氧化锌纳米晶体中通过添加适量的液晶MB₂BA来实现蓝光发射。     

多通道可调TM偏振滤波特性研究

基于光子晶体的光子局域特性,并利用液晶的电控双折射效应,设计了一种新型的多通道可调滤波器。采用传输矩阵法对该滤波器的光学传输特性进行了数值模拟,分析了透射谱与晶体结构参数的关系,讨论了大角度入射光子晶体时电控双折射效应对透射谱的影响。结果表明:当入射角为89°时会出现多个间距不等的高透射率的透射峰。随着各液晶层折射率的增加,缺陷模发生红移。当向光子晶体施加电压时,透射峰的位置发生蓝移,但透射峰峰值大体不变,从而验证了此滤波器的可调节性。该光子晶体滤波器结构简单,可调谐性好,在波分复用系统光源、光谱分析仪和信道监测中有一定的应用价值。     

相位延迟法液晶沿面排列瞬态热效应

用光学相位延迟法,以YAG短脉冲激光进行激励,对丝状液晶沿面排列的瞬态热效应进行了观测、记录,并对实验结果作了部分讨论．实验结果表明,热效应可能导致液晶分子的重新定向,但液晶中掺入偶氮苯类,光致异构杂质对热效应影响不大,而掺入手征性杂质却出现短暂记忆作用. 关键词：     

复合周期的介质-液晶光子晶体研究

本文研究了掺入各向同性周期性介质层缺陷的一维复合周期胆甾型液晶光子晶体的禁带特性.发现同一般的胆甾型液晶不同,复合介质-液晶周期结构对左旋偏振入射光和右旋入射光都会出现共同禁带.当各向同性介质层占一个周期的厚度比例越小,左旋偏振光的禁带效应逐渐消失,而右旋偏振光的禁带则逐渐合并变大;且各向同性介质的折射率越大,则两种偏振光的禁带效应越明显,更容易出现共同禁带;通过调整厚度比,可以在可见光范围内出现对应红、绿、蓝色波长的禁带,从而可以用于液晶显示的反射式彩色滤光片. 关键词： 胆甾型液晶 光子晶体 禁带 缺陷     

向列型液晶理论评述

本文评述了向列型液晶的唯象理论和微观理论。由简单的关于对称性的讨论,推得了以序参数张量为变量的唯象的Landau自由能密度展开式。然后在下列三方面阐明了Landau-deGennes理论的应用:计算了向列型—各向同性型相变的热力学性质,研究了大块向列型液晶对于外界干扰的响应,并描述了涨落和界面效应。关于向列型液晶微观理论的讨论又分为两部分,一是讨论基于位致排斥相互作用而给出的理论,另一是讨论基于分子间的吸引相互作用而给出的理论。本文将表明,虽然每一类型的理论都能阐明向列序存在的物理基础的某些方面,但没有一个理论能够全面地说明向列型液晶的状态和它向各向同性相的转变。最后,本文指出了某些尚未解决的问题及其可能的解决途径。     

液晶磁致旋光的研究

利用矩阵方法分析了液晶的旋光效应，导出了液晶旋光的矩阵表示. 利用JG-3型连续可调谐磁场仪搭建实验装置，红外1350 nm激光器做光源，测量了偏振光通过磁场作用下BL-009型向列相液晶的旋光角，详细分析了磁场对液晶旋光性能的影响. 通过实验测试，对液晶的阈值磁场强度进行了讨论，同时对实验结果进行了理论上的分析，得出了液晶旋光角随磁场与液晶盒表面夹角而变化的结论，验证了液晶分子轴的旋转方向与磁场的方向无关，这为更好的研究液晶的特性以及液晶器件的设计具有重要的参考价值. 关键词： 液晶 矩阵 磁致旋光     

一维向列相液晶光子晶体的研究

从理论和实验相结合的角度,研究了一维液晶光子晶体透射谱特性.实验给出了不同液晶缺陷层电压下的透射谱,电压范围在0～10 V内,透射峰的相对透过率变化为48%～18%,禁带宽度290 nm调谐范围88 nm,透射峰半峰全宽7 nm.理论计算和实验结果比较接近,这些特性可以使一维液晶光子晶体用于调谐光滤波器和光开关.