表面活性剂含量对全息聚合物分散液晶光栅电光特性的影响

研究了含表面活性剂Actyflon-G04的全息聚合物分散液晶透射光栅的表面形貌和电光特性,通过理论分析得出驱动电压和膜的锚定能及表面自由能的关系.实验结果表明,在Actyflon-G04含量为4wt%-8wt%时光栅相分离程度高,相界面平滑,聚合物层的致密度增加.光栅的衍射效率达到96%,接近理想值.实现了在提高光栅衍射效率的同时降低驱动电压,使光栅的电光特性得到改善.     

表面摩擦处理对全息聚合物分散液晶光栅电光特性的影响

为了提高全息聚合物分散液晶光栅的衍射效率并降低其驱动电压,改善光栅的电光特性,研究了表面平行摩擦取向对全息聚合物分散液晶光栅电光特性的影响.理论分析认为,改善相分离结构和降低液晶微滴之间的有序度差异是优化光栅电光特性的根本所在.由于进行表面取向处理后的液晶和单体之间达到扩散匹配,使得相分离的程度大幅提高,在衍射能力增强的同时驱动电压也实现了大幅下降,而且,表面取向作用也使光栅内的液晶分子均匀排列,降低了液晶微滴之间的有序度差异,从而减少了光栅的散射损失.实验结果表明:进行取向处理后的光栅其衍射效率由传统光 关键词： 全息聚合物分散液晶 衍射效率 驱动电压     

光诱导液晶中偶氮聚合物形成相光栅的研究

报道了一种新型偶氮聚合物掺杂液晶的复合体系.该体系中的偶氮聚合物在光诱导下发生顺反式异构形成与液晶分离的相光栅.通过建立多指数模型研究该相光栅在He-Ne光的辐照下折射率的变化情况,并且通过对聚合物掺杂液晶的样品加上连续变化的电压来研究其对电场的响应过程.同时研究了聚合物的单体掺杂液晶后随光场和电场的变化情况.结果表明,光诱导下聚合物掺杂液晶的样品折射率改变值经45s达到饱和,弛豫时间为10min;单体掺杂时,饱和时间与弛豫时间分别为0.17s和0.9s.外加电场在1.0V、1.4V、2.6V和4.0V时光栅的衍射效率会突然下降,而单体在变化的外电场下衍射无明显变化.     

聚合物分散液晶光栅的制备实验

把夹预聚物分散液晶的玻璃用菲林掩膜遮盖,在紫外灯下进行弱准直光曝光,使液晶和聚合物产生相分离,形成聚合物分散液晶光栅。并采用偏光显微镜对光栅的形貌进行检测,利用激光笔对光栅的电光特性进行测定,证明衍射效率具有电场可调谐性。实验方法简单易操作,现象明显,在光栅常数较大时可以明显看到衍射效果,对液晶物理专业基础实验的教学具有参考意义。     

二元光学液晶闪耀光栅的特性分析

在二元光学理论的基础上,结合波动光学理论和液晶指向矢的计算提出一种新的二元光学液晶闪耀光栅设计.对液晶光栅电极施加阶梯分布的电压使之形成相位阶梯形分布,推导出液晶闪耀光栅的衍射效率.结果表明,通过改变周期单元光栅电极数日而改变光栅常数,可以改变光衍射角度,一级衍射角度调节范围0°～10°;调节电极电压可以使特定级次衍射光效率达到90%以上,使该级次得到闪耀.     

双重复合式液晶/聚合物电调谐光栅的制备

采用一次性全息曝光的方法同时在样品上制备了周期分别为1μm和4μm,衍射效率电场可调的双重复合式液晶/聚合物光栅.使用He-Ne激光器对复合光栅的衍射特性进行了实验研究,发现光栅存在两个1级衍射极强峰.对峰值衍射效率的测定结果表明,周期1μm的光栅衍射效率为90%,周期4μm的光栅,60%.结合耦合波理论计算了周期1μm和4μm光栅的衍射效率理论值,分别为92.57%和63.68%.实验结果与理论值符合得非常好.对电光特性的测试表明该复合光栅内的两套子光栅的驱动电压V₉₀关键词： 光栅 液晶     

NVP在全息聚合物分散液晶光栅中的反应动力学研究

为了提高全息聚合物分散液晶(简称HPDIC)光栅的衍射效率并得到良好的光栅表面形貌,在制备光栅的反应体系中添加了具有吡咯烷酮结构的单官能度小分子NVP,并进一步阐述了NVP对HPDLC光栅在反应动力学方面的影响.分析表明,NVP的添加显著增加了预聚单体的聚合速率,并且能使原本被困在聚合物网络当中的双键继续发生反应,从而大大提高了反应体系的双键转化率;另外,NVP的添加使得光栅的相分离更加彻底,在获得良好的表面形貌的同时也增大了光栅的折射率调制度,从而提高了HPDLC光栅的衍射效率.总之,在添加了NVP之后,体系的聚合速率和预聚单体的反应度都大大提高,从而使得光栅的表面形貌和衍射效率也得到较大的改善和提高,衍射效率提高到96.36%.     

新型聚合物分散液晶相位光栅的制备

把具有光敏特性的预聚物与向列相液晶按一定比例混合 ,注入表面经过取向处理的液晶盒中。以紫外灯为光源 ,通过光掩膜法 ,使混合物在光场的引发下发生相分离 ,形成液晶 /聚合物相位光栅。由于相分离后液晶在取向膜的作用下沿液晶盒面方向旋转 180° ,克服了传统液晶光栅器件对入射光偏振方向的依赖 ,提高了光的有效利用率。采用光学显微镜和He Ne激光器进行测试 ,结果表明所制样品具有较好的栅结构 ,其衍射效率不受入射光偏振方向的影响且具有电场可调性。该光栅制作方法简便 ,驱动电压低 ,在光通信器件、衍射光学、投影显示、光开关等领域有广泛的应用前景     

纳米银掺杂的高效率全息聚合物分散液晶光栅制备

报道了一种基于掺杂纳米银聚合物分散液晶(PDLC)材料的高衍射率全息电控光栅的制备及特性。通过在原有聚合物分散液晶材料体系中添加适量的纳米银颗粒以制备体全息光栅,实验研究了掺杂不同质量比的纳米银颗粒对全息聚合物分散液晶(H-PDLC)体光栅的衍射效率、驱动阈值电压、响应时间的影响。实验结果表明,通过掺杂纳米银材料,能够优化聚合物和液晶两相分离结构,使聚合物与液晶分离更加彻底,显著提高H-PDLC体光栅的一级衍射效率,同时能改善体光栅的电光特性,缩短响应时间。初步分析表明,由于纳米银颗粒的表面等离子体效应和体系折射率匹配的优化改善了H-PDLC光栅的特性。     

偶氮液晶聚合物薄膜的二维偏振全息记录

利用偏振全息记录的方法在一种含偶氮侧链的液晶聚合物薄膜中写入了二维偏振光栅.实验采用两束正交偏振的532 nm线偏光作为写入光,在样品同一点上分别记录了相互垂直的两个一维偏振光栅,继而对所构成的二维偏振光栅的特性进行了研究.实验结果表明：二维光栅的衍射效率比一维光栅低,其偏振特性是两个一维光栅元特性的叠加;二维光栅衍射效率对入射光偏振态的依赖性和光栅的偏振转换性质来源于材料中线双折射和圆双折射的共同作用. 关键词： 偏振全息 二维光栅 偶氮液晶聚合物     

光轴方向任意时光折变晶体中体全息光栅的衍射性质

利用坐标旋转方法和Kogelnik耦合波理论,建立了光轴方向任意时单轴晶体中体光栅布拉格衍射的耦合波方程,分析了Li NbO3晶体的光轴方向对光折变体全息光栅的各向同性和各向异性布拉格衍射性质的影响。模拟计算表明,在给定光栅的结构参量时,通过适当选择光轴方向角可以使得光折变体光栅的各向同性和各向异性布拉格衍射的衍射效率达到最大,给出了相应类型的衍射效率取得最大值时晶体光轴的大致方向。这些理论分析为光折变体全息光学器件的优化设计和进一步广泛应用提供了很好的理论参考依据。     

Thermal polarization properties of thick anisotropic diffraction holograms recorded in polymer-dispersed liquid crystals

The diffraction and polarization properties of thick anisotropic holographic gratings recorded in polymer-dispersed liquid crystals are studied experimentally and theoretically. Such gratings are anisotropic and sensitive to temperature variations and also exhibit a strong dependence of the diffraction properties on the incident radiation polarization because of the presence of liquid-crystal molecules. The dependences of the diffraction efficiency and diffracted beam polarization orientation on the diffraction grating temperature and incident beam linear polarization are obtained for the case of Bragg incidence. The same dependences are derived using the known experimental temperature curves of the liquid crystal permittivity. The experimental data are in agreement with the theoretical calculations. The feasibility of controlling the diffraction characteristics of the grating in a wide temperature interval is demonstrated.     

液晶环境下金纳米柱的表面等离子体特性研究

为了有效研究液晶环境对金属纳米结构表面等离子体的调制作用,基于时域有限差分方法,对液晶环境下金纳米柱结构进行了建模,上下边界采用完全吸收边界条件,四周为周期边界条件.数值模拟了液晶厚度、倾角、光栅距离以及周期结构等参数对金纳米柱的消光特性的调制作用.分析结果表明:随着液晶光轴角度增加,谐振波长出现红移现象,且调制范围为40nm;光栅距离越大,金纳米柱之间的相互作用越弱,谐振波长越小;增加周期长度,谐振波长红移,且随着周期长度增加,次峰作用越明显.利用液晶光学性质可调节金属纳米结构的表面等离子体特性,结果对液晶环境中表面等离子体结构在新的光子器件等方面的研究提供了理论依据.     

Three-dimensional vector holograms in photoreactive polymer dissolved liquid crystal composite

A detailed analysis of three-dimensional vector holograms is presented which were recorded in a photoreactive polymer dissolved liquid crystal. The diffraction properties of resultant periodic anisotropic structures were investigated. Experimental observations confirmed that the diffraction efficiencies of the structures varied with slight changes of the grating pitch, and also that they strongly depended on the incident angle of the probe beam. These diffraction properties were explained by the finite-difference time-domain optical simulations.     

Diffraction properties of highly birefringent liquid-crystal composite gratings

We have fabricated electrically switchable holographic gratings, using Polaroid Corporation's DMP-128 photopolymer filled with the nematic liquid crystal E7. It is shown that a coupled-wave theory that includes the effects of the birefringence of the liquid crystal must be used to explain the diffraction properties of these anisotropic volume gratings. Furthermore, a detailed comparison of theory and experiment provides information about the alignment of the liquid crystal within the polymer host.     

光折变各向异性自衍射动态特性的严格耦合波分析

利用严格耦合波衍射理论分析光折变相位光栅各向异性自衍射的动态特性,并以Ce:KNSBN晶体进行了实验验证.     

基于聚合物分散液晶全息光栅的可调增益均衡器

从理论和实验两方面分析研究了聚合物分散液晶全息光栅在632.8 nm光波的入射下的衍射谱特性和电压可调特性，实验结果与耦合波理论的计算结果具有很好的一致性，从实验上验证了用耦合波理论来描述聚合物分散液晶全息光栅的衍射特性是恰当的.并且提出了利用聚合物分散液晶全息光栅对掺饵光纤放大器增益谱进行平坦化的方法，利用聚合物分散液晶全息光栅的电压可调特性可实现动态增益均衡.运用该方法，可使掺饵光纤放大器在C波段1530~1560 nm内，温度在0℃~65℃范围内变化，掺饵光纤放大器自发辐射谱的不平坦度从3.3 dB降到0.2 dBp－p（峰-峰值）.     

Optical birefringence and anisotropic scattering in acrylate based holographic polymer dispersed liquid crystals

In this work, we experimentally study the evolution of the diffraction efficiency and birefringence of a holographic polymer dispersed liquid crystal grating. It is shown that the onset of birefringence coincides closely with the moment when TE and TM polarizated probes start to diffract differently. Light scattering, caused by liquid crystal droplets, is also monitored to understand the dynamics of droplet formation and growth. It is shown that the onset of anisotropic scattering and birefringence also occur almost simultaneously.     

低散射非偏振依赖的聚合物/液晶光栅

了降低聚合物/液晶光栅的散射损失,并消除光栅的偏振依赖性,选取了低官能度的光敏单体作为反应体系,并逐步提高光栅的制备温度。首先选用五官能度的DPHPA （dipentaerythritol hydroxyl pentaacrylate）、双官能度的PDDA（ phthalic diglycol diacrylate）以及单官能度的NVP （N-vinylpyrrolidone）作为反应体系;其次,在制备过程中在光栅的后面放置加热台,逐步提升制备温度。实验结果表明:当制备温度上升到62 ℃以上,光栅有更多（36%）的液晶析出,相分离比常温下制备时要更完全一些,而且高温下制备的光栅其平整度更高,从而使光栅的散射损失比常温下减小了66.7%,器件的SEM图片也进一步证明了这个结论。同时高温制备也消除了液晶光栅的偏振依赖特性。