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     

液晶胆甾相的形成机制

采用量子理论的方法研究了胆甾相液晶的形成机制.证明了通常采用的手性作用势确实能够导致胆甾相的形成，并给出螺距的表示式. 关键词： 液晶 量子理论 螺距     

基于随机位相分布的液晶退偏器件设计与分析

为了实现对不同偏振态入射激光的退偏控制，设计了一种具有随机位相分布结构的液晶退偏器。针对胆甾相液晶器件，利用时域有限差分法，对激光通过胆甾相液晶器件的传输问题建立了模型，并通过实验验证了理论模型，分析了激光通过液晶阵列单元后的偏振态变化及偏振态分布特性。仿真分析结果表明，在合适的液晶材料条件和微刻蚀坑的最大厚度条件下，胆甾相液晶器件对于不同偏振角的入射线偏振光均可以实现较好的退偏效果，且适用的谱宽范围较大。     

胆甾相液晶散射光的特性研究

基于胆甾相液晶的电光特性，进行了液晶散射光相干性与不同外加电场之间关系的实验研究.利用反转剪切干涉仪具体测量了不同外加电压条件下液晶散射光的空间相干性，得出了液晶散射光相干性随外加电场变化的初步规律.结果表明,胆甾相液晶散射光的强度以及空间相干性可以由外加电场调制.     

楔形盒染料掺杂胆甾相液晶激光器研究

设计制作了楔形盒掺杂激光染料PM580的胆甾相液晶器件, 研究了激光辐射行为. 在楔形液晶盒中出现了一系列与楔棱平行的向错线和不同规则形状的晶畴, 胆甾相液晶形成了平面态排列. 采用固体Nd:YAG倍频532 nm 波长激光作为抽运光, 获得调谐精度约1 nm, 调谐范围约17 nm的一维波长可调谐激光器. 楔形盒中, 液晶扭曲力与取向膜表面锚定力相互平衡的过程中胆甾相液晶螺距伸张, 光子禁带位置移动, 从而调谐光子禁带边沿出射激光波长. 关键词： 胆甾相液晶 楔形盒 激光辐射     

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。     

胆甾相液晶实验

介绍胆甾相液晶知识和显示应用,给出胆甾相液晶平面态可见光布拉格反射和补色效应实验。该实验对丰富大学物理实验内容,拓宽学生知识具有一定的意义。     

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     

胆甾相液晶电控螺旋畸变导致的布拉格反射特性

研究了平面织构胆甾相液晶在垂直于螺旋轴方向施加电场后,引起螺旋畸变导致布拉格反射光强度变化特性,利用液晶矩阵光学,琼斯矩阵法与Matlab矩阵计算软件对有螺旋畸变情况下的布拉格反射光谱特性进行了分析和数值计算.从数值计算和实验结果可知,胆甾相液晶在其垂直螺旋轴方向施加不同电压电场时,布拉格反射光中心波长不随电压改变,而布拉格反射光强会随电压的增大而减弱.提出一种电致螺旋畸变模型,对实验结果和数值计算结果给出了合理的解释,认为利用电场改变胆甾相液晶螺距进而设计电控颜色变化液晶器件的原理是不可靠的.     

液晶的物理性质

 液晶是介于各向同性液体与晶体之间的一种新的物质状态.它的特点是同时具有流动性和光学各向异性.液晶的种类很多.从相变的物理条件来分,可分为热致液晶和溶致液晶,以下主要介绍热致液晶,从液晶分子排列的结构来看,又可分为向列相、胆甾相和近晶相.     

Rare-earth-cation-induced change in the cholesteric twisting of neighboring nucleic acid molecules

Certain physicochemical characteristics of particles of the cholesteric liquid-crystal dispersions of complexes of double-stranded nucleic acids with rare earth elements have been determined. It is shown for the first time that the binding of the rare earth cations to linear nucleic acid molecules ordered in the structure of particles of the cholesteric liquid crystal dispersions is accompanied not only by amplification of the abnormal band in the circular dichroism spectrum, but also by the disappearance of the characteristic maximum on the X-ray scattering curves for small angles. The (cholesteric 1-cholesteric 2) transition induced by rare earth cations is an example of the operation of a microscopic machine consisting of spatially ordered nucleic acid molecules. Particles of the cholesteric liquid crystal dispersions of nucleic acid complexes with rare earth elements hold the abnormal optical properties for a long time.     

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.     

Cholesteric liquid crystals in oscillating magnetic fields

Using the hydrodynamical equations, it is shown that an oscillating magnetic field applied perpendicular to the helical axis of a cholesteric liquid crystal causes the helical structure to oscillate at even harmonics of the field frequency. The feasibility of doing light scattering from these driven modes is also discussed.     

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.     

Identification criterion for the mechanisms of orientation instability of cholesteric liquid crystals in ultrasonic fields

An identification criterion is proposed and experimentally substantiated for the two independent acoustic mechanisms (vortex and relaxation ones) governing the formation of a system of two-dimensional domains in a planar layer of a cholesteric liquid crystal in the frequency range where the sound wavelength is greater than the step of the cholesteric circuit. The results of measuring the critical compression amplitude in mesophase layers with thicknesses from 40 to 240 μm are presented for frequencies lower and higher than the frequency equal to the inverse relaxation time of the orientation order parameter in a cholesteric liquid crystal. The data are obtained for diluted solutions of cholesterilchloride in a nematic liquid crystal with a circuit step varied from 2 to 30 μm. The concept of the binary nature of the acoustic mechanism that causes destabilization of the planar texture of a cholesteric liquid crystal in the frequency range under consideration is experimentally verified.     

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.     

螺状相液晶旋光特性理论模拟与实验研究

利用旋光理论模拟了一种用于螺状相液晶显示器(CH-LCD)的螺状相液晶的旋光率与入射波长、螺距的关系,并从理论上给予定量分析;用磁光调制倍频法测试了这种螺状相液晶旋光率随温度变化的规律,并利用所测的旋光率的值计算得出这种螺状相液晶的螺距、折射率、及双折射率随温度变化的规律;对模拟结果给予了实验验证。     

新型驱动原理及低电压反射式双稳胆甾型液晶显示器的实验实现

通过对液晶材料参量、液晶盒结构的优化,本文研制了一种低电压驱动反射式双稳胆甾型液晶显示器.在此基础上提出了一种新型驱动方法,通过首先将液晶显示器所有像素从平面态刷新到焦锥态,可用普通的被动式矩阵驱动器件实现1ms快速驱动,新的驱动方法不存在光学延迟.