液晶近晶C相双轴特性的统计理论

采用格胞模型,定义了分子取向序参量、双轴序参量、质心位置序参量以及取向与质心位置耦合序参量.由自由能极小求得指向矢倾斜角与双轴序参量间的关系.对典型Sc相液晶物质TBBA,TBSA和NOBA的双轴序参量随温度的变化以及取向序参量和倾斜角对双轴序参量的影响作了数值计算,并与实验结果进行比较.表明这种双轴特性主要产生于Sc相的指向矢倾斜结构和分子取向的有序性. 关键词：     

液晶SmC*相螺旋结构的统计理论

采用格胞模型,定义在格胞中心上的分子取向序参量、质心位置序参量和两者耦合序参量。选用双轴性并有横向电偶极矩的分子的作用两体势,求出系统的自由能,对自由能求变分得到指向矢满足的微分方程,由此方程得到SmC^*相指向矢与分子层面法线倾斜,并沿该法线作螺旋式变化,求得倾斜角和螺距的近似表示式,计算了DOBAMBC等三种典型SmC^*相液晶的倾斜角和螺距随温度的变化,结果与实验相符。     

丝状相液晶由表面相互作用产生的相变

导出双轴丝状相液晶在指向矢与易取向轴重合时的表面相互作用能.应用Ritz方法,对半无 界液晶体得出沿表面法向的双轴相(B_c)至沿表面某一轴的双轴相(B_a)的相变.随着表面锚泊强度双轴性部分的增大,B_a的产生机制逐渐由降低温度 转为表面锚泊,因此B_a相可出现在较高温度和较大温度范围内.在表面锚泊强度 单轴性部分α值的一定范围内,增大α值可使B_a在较高温度产生,但α值的进 一步增大则使液晶又从B_α返回B_c相. 关键词： 液晶 相变 表面能     

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。     

摩擦基板间液晶薄层的分子场理论

提出一种新的表面作用势用于描写摩擦基板对液晶分子的作用.通过分子场理论研究摩擦基板间的液晶薄层,基板作用使液晶分子沿面平行排列.采用Lebwohl Lasher模型,将分子质心固定在简单立方晶格的格点上.对20个分子层构成的液晶薄层进行了数值计算.存在3种分子优先取向方向不同的状态,优先取向方向沿摩擦方向的状态具有最低自由能,并考虑了基板作用引起的双轴对称性.     

用偏光干涉法动态测量扭曲向列型液晶指向矢

提出一种基于双折射晶体劈的偏振态实时测量方法,并将该方法用于扭曲向列型液晶透射光的偏振态分析,实现了液晶分子平均指向矢的动态测量.利用基于晶体劈的偏光干涉法将待测光的偏振参量编码为两组干涉条纹,通过对干涉条纹定位实现偏振态的实时测量;再根据液晶指向矢的倾角、扭转角与透射光偏振态之间的关系,推算出液晶分子平均指向矢的动态信息.本实验测量液晶指向矢的速度为每秒5次,液晶平均指向矢的倾角、扭转角的测量准确度达到0.2°.本文研究为液晶分子平均指向矢的动态测量提供了一种有效途径.     

聚酰亚胺LB膜上液晶表面锚定的研究

通过测试光延迟研究了聚酰亚胺ＬＢ膜的光学各向异性，分析了在ＬＢ膜成膜过程中成膜分子的流动取向特性，并研究了液晶的表面锚定能，分析了ＬＢ膜上液晶的取向机制．聚酰亚胺ＬＢ膜的链段的取向程度较强摩擦情形的聚酰亚胺表面的链段取向要差．强摩擦的聚酰亚胺会比聚酰亚胺ＬＢ膜具有更好的排列液晶分子的能力．ＬＢ膜的流动取向模式使得聚酰亚胺成膜分子沿拉伸方向形成一定的有序排列，并诱导液晶分子定向排列，液晶和聚合物分子相互作用是液晶表面排列的主要动力 关键词：     

表面极化对弱锚定向列液晶盒饱和特性的影响

以修正后的Rapini-Papoular锚定能公式为基础, 用理论分析和数值计算相结合的方法, 详细研究表面极化对液晶盒饱和特性的影响. 得出了求解指向矢分布的数学方程, 推导出了计算正常二级转变饱和电压的解析式, 同时结合最新报道, 给出了异常一级转变饱和电压的数值计算方法. 此外, 本文引入了反映指向矢分布特征的参量, 讨论了表面极化对此参量的影响. 结果表明, 指向矢最大倾角的位置随表面极化的增大将远离中央平面向基板移动. 一级转变饱和电压随弱锚定基板表面极化的增大而减小, 随强锚定基板表面极化的增大而增大. 而对二级转变, 饱和电压随表面极化的变化与一级转变恰恰相反. 本文所得结论对液晶表面物理的理解及液晶实际应用都具有重要的指导意义.     

表面序电极化、挠曲电极化与向列液晶盒饱和点的双稳态

理论分析和数值模拟相结合,研究了表面序电极化、挠曲电极化对非对称弱锚定向列液晶盒在饱和点双稳态的影响,得到了两种极化共存时液晶指向矢满足的方程和边界条件.通过引入新的状态参量,从能量的角度对两种极化的物理效应进行了分析.结果表明,在一定条件下,两种极化耦合,在饱和点通过改变锚定能影响边界条件,从而诱导双稳态.文中给出了判断是否存在双稳态的一般条件,此条件与数值计算结果符合. 关键词： 表面序电极化 挠曲电极化 饱和点 双稳态     

挠曲电效应对向列相液晶盒电光效应的影响

研究挠曲电效应对向列相液晶盒电光效应的影响.通过变分理论得到液晶指向矢满足的微分方程和边界条件,利用差分迭代的方法计算强锚定和弱锚定液晶盒中液晶指向矢的分布情况.借助琼斯矩阵的方法,计算两种液晶盒电光特性曲线.此外,在计算中同时考虑了挠曲电表面和体积效应.     

双轴性向列相液晶的相变理论

假设一双轴性向列相液晶分子简单相互作用模型，利用平均场理论，得到从各向同性相至单轴向列相、单轴向列相至双轴向列相的相变. 结果表明，在一定温度范围内，分子形状的非轴对称性可导致系统双轴向列相的产生. 在核磁共振实验中，导出双轴向列相序参数与谱线分裂频率间的一般关系，并讨论序参数测量性的可能性. 关键词： 向列相液晶 相变     

双轴晶体中平面波解在主轴坐标系下的表达

在双轴晶体中,除光轴方向外,沿任一方向只存在2个具有不同偏振方向的平面波解,每个解有各自的传播常数。运用拉格朗日乘数法并借助双轴晶体的折射率椭球的概念,在主轴坐标系下求出双轴晶体的平面波解,得到每个解的空间色散关系,并从所得平面波解出发讨论平面波沿光轴方向传输的情况。最后将所得的结果运用到单轴晶体中检验其正确性。     

Threshold property of a nematic liquid crystal cell with two grating surface substrates

A grating surface can drive the liquid crystal molecules to orientate along the direction parallel or vertical to the projected plane of the grating surface. The nematic liquid crystal (NLC) cell manufactured with two pre-treated grating surface substrates may realize the vertical display, parallel display and twist display. In this paper, the threshold property of this NLC cell is investigated systematically. With the Frank elastic theory and the equivalent anchoring energy formula of grating surface substrate, the analytic expressions of the threshold voltage related to three displays are obtained, which are dependent on their geometrical parameters such as amplitude δ and pitch λ of the grating surface substrate. For a certain anchoring strength, the threshold voltage increases or decreases with the increase of the value δ/λ of the different displays.     

Light-induced changes of the refractive indices in a colloid of gold nanoparticles in a nematic liquid crystal

It was shown that irradiation of a nematic liquid crystal doped with metal nanoparticles in the visible near the plasmon resonance band led to strong thermal changes of the refractive indices. The effect was studied by recording of dynamic optical gratings in the colloid. Nanoparticles "worked" as effective nano-heaters in a matrix causing the order parameter decrease around the particles. A large nonlinearity parameter (n (2) ≈ 10(-2) cm(2)/kW and fast response (≈ 0.7 ms), with no detectable particles' aggregation and excellent photo- thermo-stability make these colloids potentially attractive nonlinear optical media. Application of a dynamic holography technique allowed measuring the coefficients of thermal conductivity of the liquid crystal along the director k (||) = (0.4 ± 0.02) W m(-1)K(-1) and perpendicular to the director k (⊥) = (0.2 ± 0.01) W m(-1)K(-1).     

梳型高分子聚合物向列相液晶的相变

本文根据Freiser关于向列相液晶分子相互作用模型,利用平均场理论,建立了梳型高分子聚合物向列相液晶分子的哈密顿量,导出序参数自洽方程,得到各向同性相至单轴向列相以及单轴至双轴向列相的相变,结果表明,当分子主、侧链耦合项中排斥作用及主、侧链中较强向列相场的场强增大时,单轴至双轴向列相相变温度升高,并从一级相变逐渐变为二级相变。 关键词：     

Effects of aperture size on focusing of electromagnetic waves into a biaxial crystal

Recently exact integral representations suitable for studying electromagnetic waves that are focused through a plane interface into a biaxial crystal were derived along with representations valid for paraxial focusing geometries. Here we compare the two solutions for different aperture sizes in order to determine the range of validity of the paraxial approximation. Also, we study the relative contributions to the total intensity of the co-polarized, the cross-polarized, and the longitudinally-polarized intensities.     

双轴晶体主平面上倍频的相位匹配参量

根据折射率椭球方程及双光轴晶体中光波的传播与偏振特性，分析双轴晶体在主平面内激光倍频相位匹配的特性与方法，导出光波在主平面上传播时倍频的相位失配关系；给出双轴晶体中容许相位匹配倍频的相位匹配角及混频的有效非线性系数deff的表达式。利用可相位匹配的类型、相位匹配角公式和有效非线性系数deff表达式的表，容易对任意一具体晶体在一给定波长求出实际能实现相位匹配的类型或偏振组合，算出相位匹配角，比较不同的相位匹配类型或偏振组合的有效非线性系数，选择最佳的相位匹配类型与方向。从相位失配关系可以计算晶体主平面内倍频的接收角、接收光谱宽度等特性参量。     

Order parameter dependence of the viscosity coefficients of a biaxial nematic liquid crystal

We derive expressions for the order parameter dependence of the viscosity coefficients of a biaxial nematic liquid crystal by comparing its dissipation function expressed in terms of directors with that expressed in terms of order tensors. The results enable us to identify the dominant flow viscosity coefficients and to compare their temperature variation according to their dependence on the dominant scalar order parameters. By considering different orientations of an external field, we identify three characteristic switching times corresponding to three rotational viscosities, and we estimate the ratio of the switching times of the primary and the secondary directors.     

Pyroelectric investigation of the surface polarization in the isotropic phase of a nematic liquid crystal

Measurements of the temperature dependence of the pyroelectric coefficients in cells with homeotropic and planar boundary conditions were performed in order to study the surface polarization and determine its nature in the isotropic phase of a nematic liquid crystal. Analysis of these data established that the ordering polarization arising as a result of the nonuniformity of the order parameter in the near-boundary region of the liquid crystal and the polar monolayer due to the bifilar properties of the molecules of the liquid crystal at the boundary with the solid wall of the cell are responsible for the surface polarization in the isotropic phase of a nematic liquid crystal. The values of the pyroelectric coefficients of monolayers and the coefficients of the ordering polarization for planar and homeotropic orientations are estimated.