液晶全漏导模的实验研究

夹在2块玻璃基板之间的液晶可以形成波导层,光在其间传播形成导模.通过全漏波导技术,分别对扭曲向列相液晶盒施加不同电压进行测试,得到了依赖于角度变化的反射率(包括偏振保存和偏振转换)实验曲线.液晶指向矢的变化将直接影响反射率变化,验证了液晶全漏波导技术在探索液晶盒内部细微变化方面是有效手段.     

全漏光导波技术确定液晶材料的挠曲电系数

利用全漏光导波技术,测量负性向列相液晶材料MS-N01300-000的展曲和弯曲挠曲电系数之和.根据液晶弹性和多层光学理论得到同一电压下不同挠曲电系数的反射率随内角(入射到液晶层角度)的理论变化曲线.实验中,将液晶材料灌注到混合排列向列相液晶盒中,在液晶盒上分别加交流电和直流电,采用全漏光导波技术得到反映液晶指向矢分布的液晶波导反射率随内角变化曲线.实验发现,由于液晶挠曲电作用,同一电压值下反射率随内角变化曲线发生微小移动.对比理论与实验曲线,由曲线移动距离得到MS-N01300-000液晶材料展曲和弯曲挠曲电系数之和为2.5×10-11 C/m.     

光源单色性对液晶器件电光特性的影响

利用迷你光谱仪,获得0~11 V电压下液晶盒的透射光谱,从透射光谱分别得到宽带(半波全宽100 nm)和窄带(半波全宽10 nm)入射光下扭曲90°、扭曲120°向列相液晶盒以及平行向列相液晶盒的电光特性曲线.实验结果表明,入射光中心波长在530~730 nm范围内时,光源的单色性对扭曲向列相液晶盒的电光特性基本没有影响,但是会影响平行排列向列相液晶盒的透射率,而且影响随着入射光中心波长的增加逐渐减弱.     

不同取向的向列型液晶盒的光电响应曲线

测量了从0°到90°摩擦取向的向列型液晶盒的光电响应曲线,发现在透过率随电压的变化过程中存在较大振荡现象,且振荡幅度与液晶盒的取向相关;通过对液晶盒出射光的偏振状态测量,发现液晶盒出射的椭圆偏振光的偏振方向会影响液晶盒的性能,且影响的强弱与液晶盒的摩擦取向有关.从理论上对该现象进行了定性解释.     

平行-混合排列透反式液晶显示模式的原理研究

为了同时获得具有高透射率和反射率的液晶显示器,提出了一种采用平行排列模式与混合排列模式相搭配的单倍盒间距的透反式液晶显示模式.基于液晶盒的初始取向,反射区为混合排列模式,其光程差为透射区平行排列模式的一半.利用单轴膜补偿的方法可以实现宽光谱响应,并且采用不同相位延迟的补偿膜可以使器件工作于常黑模式和常白模式.模拟结果表明:两种工作模式均可实现宽光谱响应,透射与反射电光响应曲线基本趋于一致;在40°方位角度范围内具有很好的可视特性,无灰度反转.     

平行-混合排列透反式液晶显示模式的原理研究

为了同时获得具有高透射率和反射率的液晶显示器,提出了一种采用平行排列模式与混合排列模式相搭配的单倍盒间距的透反式液晶显示模式.基于液晶盒的初始取向,反射区为混合排列模式,其光程差为透射区平行排列模式的一半.利用单轴膜补偿的方法可以实现宽光谱响应,并且采用不同相位延迟的补偿膜可以使器件工作于常黑模式和常白模式.模拟结果表明：两种工作模式均可实现宽光谱响应,透射与反射电光响应曲线基本趋于一致;在40°方位角度范围内具有很好的可视特性,无灰度反转.     

薄膜法布里-珀罗滤光片的偏振特性

用特征矩阵法研究了薄膜法布里-珀罗滤光片的偏振特性。研究发现:随着入射角增大,s偏振光透射模和p偏振光透射模的波长逐渐分离,但分离的幅度较小;随着入射角增大,s偏振光透射模的透射率作幅度较大的震荡变化,而p偏振光透射模的透射率变化较小;当入射角以1°/100的间隔变化时,可以在透射模波长不变的情况下,使s偏振光透射模的透射率发生显著变化,而p偏振光透射模的透射率基本不变。薄膜法布里-珀罗滤光片的偏振特性可以在角度变化的测量中发挥重要作用。     

光控二维光子晶体光开关

提出了一种调节液晶光子晶体光子带隙的方法。二维三角介质柱形光子晶体位于2块熔凝石英片之间,在介质柱之间填充各向同性排列的液晶,受偏振紫外光照射后,光诱导液晶分子定向排列,通过光诱导液晶分子取向改变液晶的折射率。数值模拟结果表明：通过外界光场控制所填充的向列相液晶分子的方向可以对这种二维三角形介质柱光子晶体的禁带结构进行调节。该可调光子晶体可控制波导中TM模和TE模的选择性传输,因而可应用于制作全光光开关。     

向列相液晶盒中的挠曲电体积效应

基于液晶弹性理论研究了电压作用下向列相液晶盒中的挠曲电体积效应.通过变分理论得到了液晶指向矢倾角θ满足的微分方程,利用差分迭代的方法计算了强锚定平行排列液晶盒和混合排列液晶盒中液晶指向矢的分布情况,利用琼斯矩阵的方法计算了两种液晶盒中电光特性曲线.结合计算结果分析了挠曲电体积效应对混合排列液晶盒中液晶指向矢分布及电光特性曲线的影响.     

激光偏振性的量子理论与实验研究

本文建立了激光偏振性的全量子理论。分析了各向异性腔中多模运转下激光束的偏振特性。给出He-Ne激光器在6328振荡谱线上各模相互间角度随各向异性变化的基本方程、计算曲线及偏振组态。本文还给出了由应力导致相位各向异性对模式偏振性影响的实验结果。理论分析与实验结果相符。     

应变液晶散射偏光片的试制

介绍了聚合物分散液晶(PDLC)和应变液晶(SLC)以及散射偏光片的概念,实验制备了应变液晶散射偏光片样品,样品由两张胶片夹层聚合物分散液晶膜在紫外光固化过程中施加剪切应力所形成。给出了样品偏光显微镜照片和可见光分光光度计偏光特性光谱分析。实验结果表明,应变液晶散射偏光片样品外观半透明,在正交偏光场中转动样品有颜色变化,通过样品观察液晶显示器屏幕,在不同角度下有透射和散射作用,在偏光显微镜中观察样品有衬垫料被拉动的痕迹,光谱分析显示样品在绿光550nm波长处最大透光率T∥≈50%,最小透光率T⊥≈5%,偏振度P≈82%。实验结果对于研制实用的拉伸液晶散射偏光片具有参考意义。     

一种液晶透镜盒间隙的测试方法

针对当前液晶透镜盒间隙测试存在的难题, 文中提出采用线偏振干涉法测试方法, 采用光强均匀分布的单色光入射, 检偏器的偏光轴方向与起偏器的偏光轴垂直或者平行, 液晶透镜的液晶取向层的摩擦方向与起偏器偏振轴夹角为45°, 此时干涉条纹亮暗差别最明显. 利用液晶透镜中心保持预倾角不变的透过率以及其他位置透过率最大值来计算液晶透镜的盒间隙, 该方法简单、可靠, 因采用光学手段测试, 其精确度相对较高. 关键词： 液晶透镜 盒间隙 线偏振光干涉 透过率     

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.     

用偏光显微术研究聚合物分散液晶压光效应膜

制备出大液晶微滴的具有压光效应的聚合物分散液晶膜,给出样品按压前后偏光显微镜对比照片.提出压缩液晶微滴模型,采用Fortran软件模拟计算了压光效应液晶微滴双折射透光率分布,用Origin软件作图,计算结果绘图与偏光显微镜图片一致.定义按压后液晶微滴圆球变扁球的扁平度,计算按压后序参数与扁平度的关系,说明按压作用使液晶...     

剪切聚合物分散液晶散射偏光特性

介绍了拉伸聚合物分散液晶和散射偏光片概念,实验制备了剪切聚合物分散液晶样品,给出了对聚合物分散液晶样品施加剪切应力的偏光特性光谱分析.实验结果表明,吸收偏光片前置和后置样品的散射偏光效果相同,样品在绿光550nm波长处最大透光率T//～60%,最小透光率T┴～10%,偏振度P～70%.实验结果对于其他散射偏光片具有普遍...     

液晶磁控偏光特性的研究

利用偏光干涉理论,通过对BL-009型向列相液晶透射比的测试,分析了液晶透射比随磁场的变化情况,并对液晶的磁控双折射效应进行了研究.实验在室温20℃下用JG-3型连续可调磁场仪对液晶盒施加垂直于其表面的磁场,用CT5A型特斯拉计准确读出磁场强度数值,使液晶盒光轴方向与起偏镜和检偏镜偏振方向成45°,分别测出了起偏镜和检偏镜偏振方向平行和垂直时的透射光强度.通过数学函数拟合,得出了液晶的双折射率随磁场的变化规律,即：当磁场强度大于液晶的阈值磁场时,拟合函数能很好地描述液晶磁控双折射率的变化规律.     

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.     

液晶盒视角对比度曲线的实验测量

设计了一种测量液晶盒视角的实验装置,通过固定的水平角度和竖直角度扭曲向列相液晶盒光透过率的测量,得到了视角-对比度曲线。不同的水平和竖直视角,其对比度也是不同的。无论竖直视角的大小,水平视角为0°时对比度最大;当对比度大于某一数值（例如50）时,随着竖直视角从20°增加到20°,水平视角的范围先增大后减小。     

Observation of polarization conflict caused by geometrical phase in a twisted nematic liquid crystal cell

We analyze the optical effects associated with an adiabatic rotation of a plane of polarization in a twisted nematic liquid crystal. The experimental verification was performed with a cell with linear rubbing of a front surface and circular rubbing of a rear surface. The expectations of the liquid crystal's orientation defect origin along the line of the maximum tension and a polarization conflict caused by geometrical phase are confirmed.     

自发极化强度对VFLC电光迟滞曲线影响的电路级模拟

提出了关于V字型铁电液晶(V-shaped Ferroelectric Liquid Crystal,VFLC)的等效电路模型,旨在将EDA技术引入对VFLC光电集成系统进行研究、开发和设计。该模型考虑了由铁电液晶盒多层结构和驱动电路引起的阻抗分配效应,以及极化与非极化锚定能对VFLC光电响应特性的影响。演示了电光迟滞曲线的反常迟滞、V字型及正常迟滞状态,并着重就自发极化强度对电光迟滞曲线的影响给出了模拟结果和分析。结果表明:强制电压随驱动信号频率的提高而增加,但增加速度随自发极化强度的提高而减慢;强制电压和迟滞反转频率随自发极化强度的变化均存在一个拐点,强制电压在自发极化强度为80nC/cm2时取到最小值(-0.084V),迟滞反转频率在自发极化强度为90nC/cm2时达到最大值(6.4Hz);自发极化强度小于80nC/cm2时,迟滞反转频率随自发极化强度准线性增加。模拟结果从量级和趋势上均与实验结果吻合。