分子双轴性与液晶向列相的最高过热温度

向列相(N)-各向同性相(I)相变为弱一级相变，其相变潜热大约比溶化的相变潜热小2个数量级。在这种弱一级相变附近焓随温度的变化表明：各向同性相最低过冷温度T^*、N-I相变温度TC和向列相最高过热温度T^**彼此十分接近。本文通过分子统计理论研究这一现象。形成单轴向列相的液晶分子并不具有D∞对称性。在分子场近似下和二粒子集团近似下，随分子双轴性参数增大，T^*／T^**增大并趋近于1。     

双轴分子构成液晶薄层的分子场理论

本文以分子场理论研究双轴分子构成的液晶薄层。双轴分子通过色散力作用，使分子质心固定在简单立方晶格的格点上。在液晶薄层的一侧是基板，它对界面层上的分子提供吸引作用，另一侧为自由表面。给出了各分子层上序参数随温度变化的情况。     

无摩擦基板上液晶薄层的分子场理论

采用分子场近似，通过Ｌｅｂｗｏｈｌ－Ｌａｓｈｅｒ模型研究无摩擦基板上的液晶薄层，给出了出现向列相对液晶薄层中的子分子取向状态的向列相－各向同性相转变，讨论了基板诱导的取向序（包括双轴序）以及介面区中的双轴一单轴相变。     

双轴膜补偿薄液晶盒的反射式显示

利用计算机模拟了双轴膜补偿薄液晶盒的显示特性。结果表明，双轴膜补偿反射式显示具有较弱的色散、宽视角、高对比度、低工作电压、多灰度级以及快速响应等特性，它在反射直视型和彩色系列投影中的潜在应用价值十分显著。     

胆甾相液晶双轴特性的计算

采用自洽模拟方法计算了胆甾相液晶双轴序参数随温度和分子手征作用强度的变化,并与实验进行了比较。结果表明,双轴特性与液晶物质和温度有关,但主要产生于胆甾相液晶的螺旋结构、分子的手征特性和取向的有序性     

双轴向列相液晶弹性系数的理论推导

将双轴向列相液晶的分子简化为3根互相垂直的长棒,利用棒与棒之间相互作用能的叠加,得到分子间的总相互作用能.将其展开至指向矢形变的二阶项,得到与指向矢形变有关的12个转动不变量, 整理得到与Saupe形式一致的弹性能密度公式,其12个弹性系数与分子结构有明确关系.对12个弹性系数中的9个简单形变弹性系数与分子棒长间的关系进行了讨论.当分子形状为非轴对称时,系统为双轴相. 对于3根棒长均不相等的分子,沿指向矢无形变方向(如ξ)的分子长棒对弹性能无贡献,而与ξ相垂直的两指向矢方向的分子长棒对弹性能有贡献,且弹性系数取决于2棒长差的平方.由于分子形状的非轴对称性与棒长差有关, 非轴对称性越强,弹性系数越大.当棒长差为零时,分子形状为轴对称,弹性系数归结为单轴相弹性系数.     

弹性键相连的双矩形板液晶分子系统的相变

根据分子间简单相互作用能,利用平均场理论,得到双矩形板液晶分子系统在温度和分子结构参数平面内随着弹性键强度的增加出现的4类相图:第一类相图(弹性键强度最小)中只有一个直接由各向同性相进入双轴向列相的Landau点,从单轴相到双轴向列相的相变为二级相变;第二类相图中Landau点扩展为Landau曲线,正的单轴相范围增加,负的单轴相范围缩小,出现了从单轴相到双轴相的一级相变;第三类相图中,Landau点同样扩展为Landau曲线,但负单轴相区域消失;第四类相图中(弹性键强度最大),Landau曲线范围反而缩小。     

液晶分子附着能和盒间隙对响应时间的影响

通过理论分析和实验研究液晶分子附着能和液晶盒间隙对响应时间(τ0)的影响。用液晶盒有效间隙法和表面动力学方程法两种方法推出分析公式,由这两种方法推出的结果是一致的。实验数据与简化方程τ0-dx基本拟合(其中d是液晶盒的间隙,x是指数)。在两种极端的(极大或极小)附着能极限下,指数x分别接近2和1。这个结论有助于优化液晶显示器件的应用。     

电场对铁电液晶分子排列的影响

本文通过在铁电液晶相变过程中施加交变电场的方法，研究了电场对铁电液晶分子排列的作用。实验表明在液晶相变点附近施加低频交变电场，能够使铁电液晶分子形成均匀排列，从而提高了铁电液晶器件的记忆效应与对比度，最后我们给出了合理的理论解释。     

液晶分子取向对液晶/聚合物光栅电光特性以及激光出射特性的影响

报道了液晶分子不同取向对液晶/聚合物光栅电光特性以及激光出射的影响。通过扫描电子显微镜观察液晶/聚合物光栅的截面,成功观察到了光栅的体光栅结构。液晶分子垂直光栅矢量排列时,由于光栅形貌变差,衍射效率由液晶分子沿光栅矢量排列时的83.2%降低至72%,同时散射损耗由11.8%增加至19.1%。液晶分子垂直光栅矢量时,液晶/聚合物光栅的调谐电场由液晶分子沿光栅矢量时的13.6V/μm下降至3.1V/μm。液晶沿光栅矢量排列时,激光出射阈值更低,为利于激光出射的方向。本文工作为进一步加深对液晶/聚合物光栅以及染料掺杂分布式反馈选频的理解和认识,提供了指导和借鉴。     

场致胆甾相-向列相转变:基于分子场理论的研究

垂直于液晶胆甾相加磁场可以引起胆甾相-向列相转变，基于分子场理论解释了这一现象。在液晶胆甾相，单体取向分布函数按照指向矢的改变定域化。通过对磁场中单分子取向势求平均得到宏观磁场能量；对分子两体作用势作展开，自由能转换为在连续体理论中所具有的形式．得到了发生转变临界磁场的公式。近似计算了温度对临界磁场的影响。     

导电流体在水平磁场中的粘度

采用回转振荡法，在向导电流体所在空间引入水平可调永磁磁场的条件下，测量研究了导电流体--液态汞（20℃）的粘度. 结果表明，液态汞的粘度随磁场强度的增大而增加，二者呈光滑的抛物线关系. 液态汞在磁场中粘度增加的现象与磁场导致的固态导电物质的磁粘滞效应现象相似，可以用磁场对带电运动粒子的作用简单直观地解释液态汞在磁场中粘度增加的机理. 这些研究成果为研究磁场直拉硅单晶生长提供了理论依据.     

液晶磁控效应的Jones矩阵研究

利用Jones矩阵研究磁场作用下液晶的磁控效应，讨论外加磁场与液晶光轴旋转角的关系，并就不同的旋转角进行分析，加以实验测试，给出Jones矩阵的具体形式。通过磁场对液晶的调制，可以根据需要制成各种偏振器件。     

液晶中的蓝相Ⅲ

蓝相Ⅲ（BPⅢ）是液晶中蓝相的一个子相。它是具有特殊性质的相态。它的结构和性质不同于BPⅠ和BPⅡ。近年来，BPⅢ的理论和实验研究有了很大的突破。在理论上BPⅢ的研究主要体现在其结构和相变上。不同的BPⅢ结构模型的建立，为它的结构的确定提供了很好的研究方法。BPⅢ—ISO相变为热力学相变。相变临界点的存在对BPⅢ的物理性质的研究有着重要的意义。实验上，通过各种手段（光的反射与选择性光散射、电场等）对液晶BPⅢ的结构研究证明和否定了理论上所主张的一些BPⅢ的结构模型，但是有些实验结果很难处理。目前，关于BPⅢ的结构之谜还不能被揭开。由BPⅢ理论和实验研究的简要论述，可以引发出BPⅢ结构研究的新的理论方法。BPⅢ的织构呈无规则形状，这就有可能在理论上从特定的模型出发建立起非线性方程，计算所得方程的结果可能存在混沌解。     

液晶物理第二章液晶的统计理论

利用统计物理方法讨论了自由能 ,在此基础上 ,详细地推导了只考虑二阶和三阶维里系数近似下 ,刚性棒状分子的液晶统计理论。介绍了液晶的序参量 ,讨论了由序参量描述的液晶统计理论。简要地介绍了液晶的相变理论。最后从统计理论出发讨论了液晶的弹性系数与序参数的关系。     

柱面非均匀弱磁场对光纤陀螺磁敏感性的影响

以光纤陀螺(FOG)某电路板为例,扫描分析了其磁场分布规律,并利用矩阵光学和光传输理论,建立了柱面非均匀磁场中Faraday非互易相位差理论模型,进而仿真分析了实际电路板的辐射磁场对光纤陀螺的影响.分析结果表明:1)柱面非均匀磁场与光纤环距离越小,FOG磁敏感相位误差越大;2)柱面非均匀磁场对FOG所产生的磁敏感误差与角度之间呈倾斜正弦曲线,且倾斜度随磁场与光纤环间距减小而加剧;3)当R＜5r(磁场源位于光纤环外部,r为光纤环半径,R为磁场源与光纤环左侧边缘的距离)或R＜0.5r(磁场源位于光纤环内部)时,非均匀磁场均大于同量级均匀磁场对FOG的影响;4)非均匀场的存在影响FOG偏离固有磁轴方向;5)对于距离FOG较近的一些辐射强度非常小的普通电路板,也会导致FOG输出的不稳定和方向相关性.上述结果对于理解和分析实际磁场对FOG的影响,具有实际指导意义.     

偏振方位角对光学脉冲磁场传感器灵敏度的影响

理论分析了光学脉冲磁场传感器中偏振方位角对灵敏度和信噪比的影响, 提出了用偏振方位角的大小来提高脉冲磁场传感器灵敏度的方法。实验结果表明, 当偏振方位角分别为45°, 60°, 70°和80°时对应的灵敏度为1.8/T,1.9/T,2.9/T和4.6/T,因此增加偏振方位角可提高磁场传感器的灵敏度。实验结果和理论分析相吻合,验证了此方法的正确性。     

磁流体包覆薄包层光纤光栅磁场传感研究

利用磁流体替代光纤布喇格光栅(FBG)的部分二氧化硅包层,制作了一种磁流体封装薄包层FBG结构的磁场传感器,研究了传感器对磁场和温度的响应特性。结果表明,在5.0～20.0mT的磁场范围内,传感器的波长灵敏度和功率灵敏度分别为34.9pm/mT和-1.063dBm/mT,波长线性响应度达到了99.2%。封装工艺未改变FBG波长随温度线性变化的特性,但受磁流体磁光效应影响,其温度灵敏度减小到9.2pm/℃。该传感器可实现磁场测量中的温度补偿,方法简单、易于实现。     

卤代液晶进展

综述了卤代液晶近年来的进展,讨论了卤原子引入液晶端基、侧向位置及中心桥键等位置对液晶相变行为和光电性能的影响;简要叙述了卤代液晶的应用等。