胆甾相液晶温控旋光色散特性的研究

胆甾相液晶的螺距易受温度和电压的影响,螺距变化时,胆甾相液晶的旋光色散特性发生相应的变化。实验证明:温度对胆甾相液晶旋光色散特性的影响与所对应的波长范围有关,在不同的波长范围内,温度对其旋光色散特性的影响规律不同;温度对胆甾相液晶旋光色散特性的影响还与所测试的波长离该温度下选择反射波带的远近有关,离选择反射波带越近,温度对其旋光色散特性的影响越大。实验表明:温度变化时,胆甾相液晶的旋光色散特性的变化是偏振透射谱移动的一个重要原因。     

胆甾相液晶激光器的调谐特性研究

基于胆甾相液晶螺距及折射率随温度与电场变化的特性, 研究了温度与电场对液晶染料可调谐激光器发射特性的影响. 首先探讨了手性剂浓度、温度与液晶螺距的关系, 制作了液晶染料可调谐激光器, 在温度23–35℃变化时, 其发射波长调谐范围为618.90–594.76 nm, 达到24.14 nm, 在电压0–9 V 变化时, 其发射波长调谐范围为617.40–608.11 nm, 共9.29 nm. 关键词： 可调谐激光器 胆甾相液晶 激光染料     

石英晶体右旋光与左旋光折射率差的温度特性

利用Jones矩阵,从理论上分析了石英晶体的旋光特性。在-10～60℃的温度范围内,实验测试了石英晶体的旋光角随温度的变化关系,并得出了石英晶体右旋圆偏振光与左旋圆偏振光折射率差随温度的变化关系。结果表明,对单色光来说,石英晶体右旋光与左旋光折射率差随温度的升高而增加,也就是说,石英晶体的旋光率随温度变化的这一特性是由晶体的右旋圆偏振光与左旋圆偏振光的折射率差随温度的变化引起的。     

静电场对SmC^＊相液晶作用的计算研究

采用自洽模拟方法,计算研究了分子层面内的静电场对ＳｍＣ＾＊相液晶螺旋结构和铁电特性的影响。结果表明,ＳｍＣ＾＊相液晶的螺距和极化强度平均值随场强增大而增大,且越接近阈值电场增大真快;指向矢倾斜角和分子取向序参量随场强增大而缓慢增大;阈值电场与液晶的本征螺距和自发极化强度有关,并随温度升高而减小。     

利用折射率衡量蔗糖水解反应的进程

利用旋光性溶液的折射率与旋光度的线性关联,研究了不同浓度的蔗糖溶液经盐酸水解过程中旋光度和折射率随时间的变化.实验结果表明:在室温环境下,0.20g/mL和0.15g/mL的蔗糖水解溶液分别经120min和145min的反应时间,折射率和旋光度同时趋于稳定.实验验证了反应过程中,酸水解蔗糖溶液的折射率随旋光度的变化成线性关系.因此,利用水解过程中折射率或旋光度随时间的变化关系可判定水解反应的进程.     

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     

横向电场对平面织构胆甾相液晶螺距及反射特性的影响

阐述一种理论模型,讨论共面转换（IPS）模式下横向电场对平面织构胆甾相液晶螺距及扭曲角的影响．利用琼斯矩阵法计算了光正入射情况下未加电场时胆甾相液晶的反射谱．在上述模型基础上,计算了施加电场后胆甾相液晶的反射峰值波长以及反射带宽随场强的变化关系．探讨了忽略锚定与强锚定两种边界条件下横向电场对平面织构胆甾相液晶螺距及反射特性的影响．所得结论在理论上证实：共面转换模式下电场可以调谐胆甾相液晶的反射光颜色,从而为基于电控螺距原理的胆甾相液晶反射式彩色显示方案提供了理论上的依据． 关键词： 胆甾相液晶 电控螺距 共面转换 琼斯矩阵法     

双轴向列相液晶的Monte Carlo模拟

利用Monte Carlo方法模拟棒状液晶分子随温度变化的相变行为,采用热力学统计方法得到能量与温度的关系,得出比热随温度的变化规律,通过图像的峰值确定相变点;重点模拟计算序参数矩阵元与温度的关系,得到不同分子结构参数下液晶系统的温度相图,模拟结果显示,当两个短棒长度相等时,不存在双轴相.     

温度对液晶填充光子晶体光纤传输特性的影响

利用液晶的折射率是温度和波长函数的特性,在光子晶体光纤(PCF)芯区的空气柱中填充向列相液晶,通过改变温度来改变液晶的折射率,构成了一种温度凋制光子晶体光纤.用阶跃有效折射率模型研究了温度对这种光子晶体光纤在不同光波长时传输特性的影响,并进行了数值计算.结果表明液晶填充使光子晶体光纤的色散减小,由于折射率对温度和波长变化敏感,改变温度可以使光纤在长波长区域出现单模传输,在短波长时不会出现单模传输,即使包层相对孔径很小也不会出现无截止单模传输.温度升高使光纤的色散值增大,零色散波长向短波长方向移动.这些特性对温度调制光子晶体光纤器件的设计和应用具有一定的参考意义.     

旋光晶体的寻常折射率与左旋光和右旋光折射率的关系

由光的波动方程证明,若介质为旋光物质,则其极化率张量χ一定有非对角对称的共轭虚元素,并导出了旋光晶体的寻常折射率no与左旋光折射率nL和右旋光折射率nR之间的关系.将理论分析结果与实验数据相对照,结果完全吻合.     

胆甾相和蓝相液晶的透射和反射特性

针对蓝相液晶显示器中的暗态漏光特性, 采用时域有限差分方法模拟计算了胆甾相液晶的平面态和焦锥态以及蓝相II态液晶的透射和反射特性, 得到了它们在正交和平行偏振片之间的漏光, 并提出了计算等效旋光能力的公式以比较它们的旋光能力. 通过对比焦锥态和蓝相液晶的旋光能力和漏光特性发现, 采用焦锥态替代蓝相液晶而得到良好的暗态特性是一种可行的方法. 通过研究它们的布拉格反射特性, 得知蓝相液晶的布拉格反射与平面态相似, 但反射强度小, 焦锥态无明显的布拉格反射特性.     

Reflection and transmission of light by cholesteric liquid crystal-glass-cholesteric liquid crystal and cholesteric liquid crystal(1)-cholesteric crystal(2) systems

Reflection and transmission of light by cholesteric liquid crystal-glass-cholesteric liquid crystal and cholesteric liquid crystal(1)-cholesteric liquid crystal(2) systems were studied. The classical Ambartsumyan method of adding layers and the concept of a sewing function were used. This approach was developed earlier in astrophysics for the theory of radiation transfer. Here, we used a version of this method adapted to wave optics. The Jones matrices are constructed for these systems. The features of the reflection and transmission spectra, optical rotation and ellipticity of polarization were studied for these systems. It is proposed to use these systems as tunable narrow-band filters and mirrors. These systems can be used, for example, to develop a variety of optical elements for lasers and of polarimetric elements in ellipsometry. The specific features of eigenpolarization are also discussed. It is shown that optical rotation of the two layers of cholesteric liquid crystals, which differ from each other only by the sign of the helix, is nonzero, and it becomes substantial in the diffraction reflection region. A unique property of these systems is the degeneracy (coincidence) of eigenpolarizations.     

复指数矩阵法研究螺旋液晶光学传播特性

提出一种研究螺旋液晶光学特性的数学处理方法.螺旋型液晶可当作N层双折射材料晶片叠合而成,而相邻晶片的光轴依次旋转一个小角度.在光学转换矩阵中引入复数来研究螺旋型液晶光学性能,给出了相关的数学处理方法.研究了线性偏振光在螺旋液晶中的传播特性,并给出了光经过螺旋液晶后电场强度的矩阵表达式.研究发现,如果入射光波长等于螺旋液晶螺距,线偏振光经过右螺旋液晶后是左旋圆偏振光.理论上分析了螺旋液晶对可见光选择性反射机理.     

基于矩阵理论的螺旋液晶透射光偏振态研究

将螺旋型液品看作是N层双折射材料晶片叠合而成,而每层光轴相对于相邻的晶片有一个小的旋转.本文基于矩阵理论,研究了光在螺旋液晶中传输时偏振态的变化.经过详细的数学推导,理论研究表明.线性偏振光经过螺旋液晶后偏振态会发生改变.当满足一定的条件时,线偏振光的偏振方向旋转90°,左旋圆偏振光经过左旋螺旋液晶后转变为右旋圆偏振光.     

The new matrix and the polarization state of the transmitted light through the cholesteric liquid crystal

The cholesteric liquid crystal can be regarded as a multilayer that consists of many layer uniaxial thin films that exhibit optical rotation. For the convenient discussion of the polarization states of the transmitted wave through a cholesteric liquid crystal, a new 2×2 matrix is given, in which the matrix element is changed into the complex exponential. Here we discuss the treatment process of this method in detail and its role in the investigation of the polarization states. Using this method we easily study the polarization states of the transmitted wave. The calculated results show that the polarization states of wave will be changed when it propagates along the cholesteric liquid crystal.     

A polarization amplifier and stabilizer based on Fabri-Perot resonator filled with chiral photonic crystal

Possibilities of amplifying of the polarization plane rotation and stabilizing of the light polarization azimuth by the Fabri-Perot resonator filled with cholesteric liquid crystal (CLC) are investigated. The influence of the system's parameters on the polarization plane rotation amplification and the polarization azimuth stabilization are discussed.     

NLC-CLC-NLC cell as an electrically tunable polarization plane rotator

A liquid crystal optical device made of an optically anisotropic heterostructure is considered. The device consists of a cholesteric liquid crystal (CLC) layer sandwiched by two phase-shifting anisotropic layers of a nematic liquid crystal (NLC). In this structure each of the NLC layers is a quarterwave plate. The problem is solved both by Ambartsumian’s method of layer addition and Muller’s matrix method. The peculiarities of reflection spectra, eigen polarizations, rotation of polarization plane and polarization ellipticity are studied. It is shown that this device can work as a light modulator or a system for obtaining linearly polarized light with electrically tunable rotation of the polarization plane (which is especially important for optical communication), as well as a device for obtaining the linearly polarized light from a non-polarized one.     

Polarization plane's weak rotation amplifiers and polarization azimuth stabilizers

A simple and effective method to measure an electromagnetic wave polarization plane's weak rotations in various media is proposed. The specific features of the polarization plane's rotation amplification for the light reflection and transmission through the absorbing and amplifying isotropic layers are calculated. The amplification effects on an anisotropic and cholesteric liquid crystal (CLC) layers are also considered. In conclusion the question of probable choice of the amplifier's noise/signal ratio is discussed.     

用于电响应红外反射窗的液晶聚合物薄膜特性研究

提出了一种红外反射器件,通过载体液晶在电场下的转向控制胆甾型液晶聚合物粒子在器件中的排布方向,实现红外反射与透射之间切换.其中,胆甾型液晶聚合物粒子是实现红外反射关键.介绍了胆甾型液晶聚合物薄膜的制备方法,并采用超声波破碎的方法制备液晶粒子.研究了液晶混合物中不同比例的交联剂液晶1对液晶聚合物薄膜脆性和反射波段的影响,发现当液晶1占100%时,液晶聚合物薄膜的脆性最大,且其清亮点最高,并且薄膜的反射波段随着液晶1比例的增加而向短波方向偏移.同时,研究了薄膜厚度对液晶聚合物粒子的影响,发现液晶薄膜厚度越小,制备的液晶聚合物粒子越小且越均匀,其制成的器件电驱动性更好.该研究有利于帮助电响应红外反射窗的性能优化.