带EBBA液晶的F—P腔的光学双稳态和多级双稳态

应用带EBBA液晶薄膜的F-P腔,激光感应折射率变化所提供二种竞争机制显示出光学双稳态和多级双稳态。从理论上分析了在液晶中由于激光感生热效应所产生的折射率变化。实验时采用了连续A~+激光器和EBBA液晶薄膜。     

局部光照下玻璃态液晶薄膜的非线性变形形貌

含偶氮苯分子的玻璃态液晶薄膜的光响应特性使其在光驱动变形器件方面具有重要应用前景.基于F?ppl-von Kármán板理论和动力学方法发展了一种预言局部光照下玻璃态液晶薄膜非线性变形形貌的数值方法,并针对伸展型及扭曲型两种典型指向矢分布给出了入射光斑为圆形时的详细计算结果.研究表明,当光斑半径与薄膜厚度比增大至一定的临界值,薄膜感光部分的形貌发生急剧变化,伴随着Gauss曲率由负到正的转变.这一现象归因于入射光强沿膜厚方向衰减导致的自发弯矩,可望应用于新型非接触调控式变形器件的设计.     

利用单波长椭偏仪对各向异性薄膜光学常数和欧拉角的研究

基于椭偏测量原理和4×4矩阵法原理,提出了利用单波长椭偏仪在光轴平行于薄膜表面方向上测量各向异性薄膜的薄膜参数(包括双折射率、厚度及欧拉角)的方法.通过转动待测样品90°的方法,得到2组椭偏参数,利用反演算法对2组椭偏参数进行反演,得到各向异性薄膜的4个薄膜参数;采用数值模拟分析了入射角、薄膜厚度、欧拉角及其定位误差对测量结果的影响;实验测量了光轴平行于样品表面的各向异性聚酰亚胺薄膜样品在转动前后的椭偏参数,并进行反演.结果表明:该方法提出的算法反演稳定性好、精度高;该方法测得各向异性薄膜的寻常光折射率、非寻常光折射率、厚度以及欧拉角的精度分别达到0.000 1、0.000 1、0.1 nm及0.03°;寻常光折射率、非寻常光折射率、厚度的最大测量误差分别为0.001 2,0.004 4以及4.57 nm;该方法具有较好的测量稳定性、自洽性及可靠性.文中提出的方法具有测量过程简单、对实验仪器要求低的优点,拓展了单波长椭偏仪的测量范围,提出了各向异性薄膜参数的测量方法,具有实际应用意义.     

基于液晶高分子聚合物的激光防护器件

本文介绍了一种基于液晶高分子聚合物薄膜的激光防护器件,器件中的液晶高分子以螺旋结构方式排列,可以有效控制反射无偏振激光. 本工作中详细介绍了液晶高分子聚合物薄膜器件制作的过程工艺,关键材料:非手性单体、手性单体、手性掺杂剂、阻聚剂、光引发剂等的配比对器件光学性能的影响.     

ZnO薄膜的椭圆偏振光谱研究

采用椭圆偏振光谱法,在1.50～4.50eV光谱范围内,研究了在蓝宝石衬底上使用分子束外延方法制备的纤锌矿结构ZnO薄膜的光学性质.对椭圆偏振光谱拟合结果表明,坦吉扩展(Tanguy extend)色散公式能更准确、方便地描述ZnO薄膜带边附近的折射率和消光系数的色散关系.提供了ZnO薄膜在1.50～4.50eV光谱范围内的寻常光(o光)和非常光(e光)折射率和消光系数色散关系,为定量分析ZnO薄膜带边附近各向异性的光学性质提供了依据.     

数字全息图的实时动态再现

基于液晶空间光调制器的高分辨率及其像素的微尺寸,分析了液晶空间光调制器用于数字全息图光电再现时的视角问题,并由此提出了通过空间三屏拼接的方法增大再现像视角的方法,进而利用电寻址空间光调制器的时间分辨率实现数字全息图的实时动态显示．利用经过改造的液晶背投影光学引擎系统设计了硬件实验系统,给出了实验结果．     

阵列波导光栅薄膜的制备及性能

以一种特定成分的有机硅为原料，采用溶胶-凝胶法，在硅基片上制备出用于光波导器件的薄膜．通过折射率和厚度测试及XPS成分测试验证了此薄膜具有较好的均匀性、厚度和光学特性，满足光波导器件的要求．分析了溶胶-凝胶法中常见的龟裂现象的原因以及采预防方法．利用这种薄膜结合微电子加工工艺制备出光波导器件阵列波导光栅．     

CCD影像中高温目标的甄别

通过摄像影像中景物和高温目标辐射光谱功率分布的理论分析,结合Si型CCD的光谱响应特性,提出高温目标红外积分甄别法,并采用液晶光阀在技术上予以巧妙实现,形成既能正常监视、又可对影像中高温目标实现实时甄别的液晶光阀型CCD摄像机.     

并 五 苯 晶 体 薄 膜 的 生 长

用物理气相沉积法在水平系统中生长有机半导体并五苯晶体薄膜. 用10～30 mg的源生长出20～30 mm²大小的适合特性测量和器件 制备的晶体薄膜. 利用TEM， SEM和X光透射电镜等仪器对并五苯晶体薄膜进行了测试分析.     

对烯丙氧基苯甲酸胆固醇酯对聚合物分散液晶薄膜电-光性能的影响

选用对烯丙氧基苯甲酸胆固醇酯(ACB)/甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)/液晶(LC)/光引发剂(IRG-651)/玻璃微珠(SP-220)复合体系,在紫外光照射下制备了聚合物分散液晶(PDLC)薄膜.结果表明:虽然ACB没有参与聚合,但却明显地提高了PDLC薄膜的对比度.在紫外光(365.0 nm)辐照度为15.0 mW·cm-2、照射温度为303.2 K、照射时间为10.0 min的条件下,ACB/HEMA/LC/IRG-651/SP-220的比例(质量分数)为6.2%/18.5%/74.0%/0.3%/1.0%时,所制备的PDLC薄膜具有高对比度和较佳的电-光性能.     

丝状液晶非线性光学衍射效应的弛豫时间研究

本文研究了丝状液晶在光感应下产生衍射光束的弛豫时间,找出了与分子重新取向的响应时间相联系的对应关系,对影响弛豫时间的三种重要因素作了理论分析。对MBBA的弛豫时间测量结果与理论计算结果一致。     

液晶分子重取向引起光折变的一种测量方法

本文解释了液晶膜中人射光强(I_)对透射光强(I_)曲线的振荡现象,并由观测到的振荡周期估算了液晶分子重取向引起折射率的变化,理论与实验结果符合,讨论了I_对I_曲线在临界场处透射率突变的机理。     

液晶光学双稳态及自振荡研究

研究了一种扭曲向列相液晶电光调制器的电光特征，讨论了在两种不同偏振配置下液晶对光行为的影响及两种电光特性的区别，实现了液晶调制光学双稳态及多种光逻辑工作状态，发现了一种新的自振荡，观察到振荡的阈值现象和振荡周期对偏压的依赖关系．由于液晶非线性系数大，实验中只需中等强度的连续激光，避免了使用高强度脉冲激光而产生的脉冲间的不确定性。     

柔性高分子／液晶共混体系的相分离初期动力学

由Ｆｌｏｒｙ－Ｈｕｇｇｉｎｓ的柔性高分子溶液的格子模型和Ｌｅｂｗｏｈｌ－Ｌａｓｈｅｒ液晶模型结合起来导出的高分子／液晶复合体系的混合自由能泛函，并引入ＴＤＧＬ方程以用描述体系的相分离动力学。线性化理论的计算结果表明，高分子／液晶复合体系的相分离初期行为与描述普通两元熔体的相分离初期的Ｃａｈｎ－Ｈｉｌｌｉａｒｄ理论结果十分相似，即Ｓｐｉｎｏｄａｌ区域内，浓度涨落随时间变化呈指数式增长，面散射函数的峰     

不同常数电控双折射无刻痕液晶光栅的电光特性研究

本文选取向列相液晶MLC-7700-100制备电控双折射无刻痕液晶光栅,三种液晶光栅的光栅常数分别为200μm,100μm,66.7μm,并采用波长为λ=632.8nm的He-Ne激光为光源,照射液晶光栅。同时对液晶光栅施加频率为f=100Hz的交流信号,在电压驱动下得到不同的衍射光斑,研究电压驱动下第1级衍射光斑的电光特性改变的情况。     

TN型液晶器件的显示反差对厚度或波长的依赖性

扭曲向列型昌液晶电光显示器件的基本显示方式之一。运用格栅方法计算了ＴＮ型液晶盒的透光率与液晶盒的存长，液晶材料的各向异性因子以及入射光波长的函数关系。结果表明，液晶盒自身的性质也会影响器件在施加电场前后的显示反差。ＴＮ型液晶显示原理仅在一定条件下成立。     

海藻酸钠溶致液晶行为的研究

本文用激光散射技术，偏光显微镜、熔点偏光显微镜及Ｘ－光衍射等方法剖析了海藻酸钠水溶液聚集态结构，它表现出明显的向列型液晶态特征。升温或降低浓度，液晶行为分别增强或减弱。存放导致溶液分层，上清液各向异性小于下层混浊液，经离心处理，这种差异增大。存放还引起粘度下降，估计这与液晶生成会使粘度下降有关。离心后的上清液在存放中会再度出现混浊，久置后再度分层，由此推测可能存在向列型液晶－各向同性相平衡。     

Solitons and production of defects in flow-aligning nematic liquid crystals under simple shear flow

The production of defects in flow-aligning nematic liquid crystals under simple shear flow is analyzed by linear stability analysis based on Leslie-Ericksen theory. It is pointed out that the equation of motion of the nematic director under simple shear flow conforms to the driven over-damped sine-Gordon equation and has a soliton solution of amplitude π. It has also been shown that the stationary state with the director uniformly oriented at a Leslie angle is only a metastable state and that the potential, which governs the motion of the director, has infinite numbers of stable stationary states. Therefore, the defects, appearing as a stable solitary solution, can be nucleated from a uniformly aligned flow-aligning type of nematic liquid crystal by shear flow. On the other hand, the bands with long axis parallel to the vorticity axis, appearing as an unstable solution, can be observed as transient patterns at low shear rate and low shear strain value. The theoretical predictions are compared with previous experimental observations.     

Light-induced liquid crystallinity

Liquid crystals are traditionally classified as thermotropic, lyotropic or polymeric, based on the stimulus that governs the organization and order of the molecular system. The most widely known and applied class of liquid crystals are a subset of thermotropic liquid crystals known as calamitic, in which adding heat can result in phase transitions from or into the nematic, cholesteric and smectic mesophases. Photoresponsive liquid-crystal materials and mixtures can undergo isothermal phase transitions if light affects the order parameter of the system within a mesophase sufficiently. In nearly all previous examinations, light exposure of photoresponsive liquid-crystal materials and mixtures resulted in order-decreasing photo-induced isothermal phase transitions. Under specialized conditions, an increase in order with light exposure has been reported, despite the tendency of the photoresponsive liquid-crystal system to reduce order in the exposed state. A direct, photo-induced transition from the isotropic to the nematic phase has been observed in a mixture of spiropyran molecules and a nematic liquid crystal. Here we report a class of naphthopyran-based materials that exhibit photo-induced conformational changes in molecular structure capable of yielding order-increasing phase transitions. Appropriate functionalization of the naphthopyran molecules leads to an exceedingly large order parameter in the open form, which results in a clear to strongly absorbing dichroic state. The increase in order with light exposure has profound implications in optics, photonics, lasing and displays and will merit further consideration for applications in solar energy harvesting. The large, photo-induced dichroism exhibited by the material system has been long sought in ophthalmic applications such as photochromic and polarized variable transmission sunglasses.     

光寻址液晶空间光调制器的非对称动态全息光栅

为克服传统记录方式光栅一级衍射效率不高对液晶空间光调制器应用产生的限制,采用斜入射方式记录了非对称薄动态全息相位光栅,光栅的一级衍射效率达到60%。基于非对称的液晶分子取向,给出了光栅产生的物理机制,提出了非对称光栅的数学模型。该研究促进了液晶材料在实时光学信息处理领域的科举研究,拓宽了液晶材料的应用范围。