磁场调制下液晶指向矢偏转特性的研究

液晶具有独特的物理化学特性,体现电、磁各向异性,且光学上类似单轴晶体。当对液晶体系施加磁场,液晶指向矢将随着磁场的大小而发生偏转。利用液晶连续体弹性理论模型,研究了沿面排列的向列相液晶分子在外磁场作用下的光学调制效应,通过差分法数值模拟液晶分子指向矢的偏转特性,并对液晶磁致双折射效应进行了分析研究,为更好地研究液晶型偏振光调制器提供理论基础。     

温度调控下的含向列型液晶缺陷层的光子晶体的光学性质

我们从理论上研究了含向列型液晶缺陷层的光子晶体的光学性质.我们发现,通过改变环境温度可能会引起透射尖峰大的红移或者蓝移.当液晶分子的长轴与入射电场的电矢量不平行也不垂直时,透射曲线中会出现两个透射尖峰,这是因为电场方向沿着和垂直于液晶分子长轴的偏振光具有不同的共振模,在透射曲线尖峰所对应的波长位置,极化偏转也相应得到了很大的增强.计算结果还表明,电场方向平行于液晶分子长轴的偏振光对应的透射峰对温度的变化更加敏感.当温度接近液晶的转变温度时,极化偏转随着温度的变化尤为明显,这是由于液晶由原来的各向异性变为后来的各向同性.这些结果有助于设计性能优异的温度传感器.     

手征性向列相液晶的电光效应

本实验是将介电各向异性正负不同的向列相液晶作为主体,混入手征性向列相液晶与胆甾相液晶,制取了向列相——手征性向列相混合液晶和向列相——胆甾相混合液晶,并比教了它们的电光效应。将手征性向列相液晶混入介电分散型向列相液晶时截止频率提高,但将胆甾相液晶混入介电分散型向列相液晶时截止频率却没有变化。以介电各向异性为正的向列相液晶作为主体的混合液晶中,混入手征性向列相液晶的混合液晶能降低ch—N相变电压。介电各向异性为负的向列相液晶和手征性向列相液晶的混合液晶系中,其介电各向异性要依赖于手征性向列相液晶的重量比,重量比的增加导致混合液晶的介电各向异性由负变正。本文也讨论了向列相——手征性向列相混合液晶的电光效应,以及这种特性在显示装置上的应用等问题。     

负性向列相液晶在LB膜上的取向及电光特性

报道了用花生酸生长的ＬＢ膜作液晶取向层，使负性向列相液晶ＭＢＢＡ在其上取得较好的垂直取向排列效果。并通过偏光显微镜利用锥光干涉效应，研究了这种取向排列．研究表明，在加电压后液晶受电场作用偏转具有一定的择优取向，取向方向与ＬＢ膜的生长提拉方向平行。同时，对其电光特性进行了测量。从测量显示出的典型电控双折射形电光特性曲线肯定了择优倾斜取向的存在。     

手征性向列相液晶的电光效应

本实验是将介电各向异性正负不同的向列相液晶作为主体,混入手征性向列相液晶与胆甾相液晶,制取了向列相——手征性向列相混合液晶和向列相——胆甾相混合液晶,并比较了它们的电光效应。将手征性向列相液晶混入介电分散型向列相液晶时截止频率提高,但将胆甾相液晶混入介电分散型向列相液晶时截止频率却没有变化。以介电各向异性为正的向列相液晶作为主体的混合液晶中,混入手征性向列相液晶的混合液晶能降低ch—N相变电压。介电各向异性为负的向列相液晶和手征性向列相液晶的混合液晶系中,其介电各向异性要依赖于手征性向列相液晶的重量比,重量比的增加导致混合液晶的介电各向异性由负变正。本文也讨论了向列相——手征性向列相混合液晶的电光效应,以及这种特性在显示装置上的应用等问题。     

染料掺杂的向列相液晶智能调光器件的开关态特性

提出了一种染料掺杂的向列相液晶智能玻璃器件的制作过程,并研究了它的开关态特性.先在上下两基板（ITO）上涂覆聚酰亚胺取向层,将液晶平铺在下基板上,再用带有密封胶框的上基板沿同一摩擦取向方向与下基板压合,制得向列相液晶器件.未加电场时,液晶在取向层的作用下形成平行与基板的多畴排列状态;施加电场后,液晶逐渐在电场作用转向,由平行于基板的多畴排列状态转变为垂直于基板的单畴排列状态,可见光在液晶器件中由散射转为透射,由关态转为开态,从而实现其明暗的切换.染料浓度与驱动电压共同影响器件的透射率.器件开关态阈值电压随器件厚度的增大而增大,在染料液晶浓度5%,盒厚30m时,器件的阈值电压为5 V,饱和电压为15 V,此时智能玻璃的透射率最高,明暗切换特性越好.     

向列型液晶的界面效应强度

本文讨论了向列型液晶扭曲盒在外加磁场的作用下，基板的易取向轴与液晶指向矢的倾角与界面结合强度和磁场强度的关系。     

外电场作用下向列相液晶的光学双稳态

将Ｈｅ－Ｎｅ激光和外电场同时作用在Ｆａｂｒｙ－Ｐｅｒｏｔ腔内的向列相液晶（８ＣＢ，５ＣＢ）上，实现光学双稳态。获得双稳的最大输出光强，开启光强与外电场强度关系，同时首次获得双稳特性与电场频率的关系。     

向列相液晶薄膜会聚偏振图像模拟研究

针对向列相液晶薄膜对会聚偏振光的干涉现象,利用坐标矢量分解和折射率椭球方程计算出寻常光与非寻常光的相位分布,再利用扩展Jones矩阵分析出射光振幅分布,模拟分析了任意指向矢下液晶薄膜偏振干涉图像特征及其演化过程,为液晶相关实验测量提供了有效的辅助手段.     

高分子液晶膜的形成及其氧氮渗透性

应用偏光显微镜、扫描电子显微镜、ＤＳＣ以及测定氧氮渗透性，对乙基纤维素液晶溶液和低分子液晶共混膜在电场下取向膜和非取膜的结构和性能进行研究，结果表明：高分子液晶和低分子液晶在电场下的均发生排列取向，渗透系数提高，渗透比稍微降低；各向同性溶液在电场下不发生取向；撤离电场后，发生部分分解取向，解取向程度与ＭＢＨｐＡ的含量和实验温度有磋。     

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.     

丝状nematic液晶Fredericksz转变的数值模拟与相关模型剖析

液晶Fredericksz转变的研究有实用价值(实验确定若干材料系数)和理论价值(显示机理,弄清不同模型之间联系)．用微极电磁液晶模型深入研究丝状nematic液晶的Fredericksz转变,具体给出三类畸变(垂直锚定、水平锚定与扭曲)的临界磁场强度、指向矢角度分布、最大转角的隐式解析解(是含参变量的隐式广义积分),并作精细数值模拟．与此同时,讨论两类重要电磁液晶模型(Leslie-Ericksen(LE)模型与微极模型)的内在联系,给出两者材料系数之间的转换关系,以及简化的LE模型近似公式的精度与适用范围．     

负性向列-胆甾相液晶织构变化的理论研究

对负性向列胆甾相液晶在电场作用下的织构改变做理论分析． 在前期系统实验的基础上， 建立新的物理模型， 给出更具普遍意义的修正公式     

交变电场下向列相液晶的非线性光学增强效应

本文研究了向列相液晶在交变电场作用下引起的Fredericks转变,测量了交变电场和直流电场作用下5CB和MBBA的阈值电场。文中还论述了MBBA在交变电场(450Hz)作用下产生的非线性衍射束的增强效应。     

强磁场对半无限Al/Cu固液扩散偶凝固组织的影响

采用半无限Al/Cu扩散偶法,对磁场下Al-Cu合金凝固组织进行研究.结果表明:由于沿扩散方向Cu原子分数逐渐减小,凝固时,沿凝固方向依次生成α-Al胞/枝状晶等组织、Al-Al2Cu共晶组织和Al2Cu过共晶组织;在不同磁感应强度下(0～12 T),各组织发生了明显变化,胞状晶消失,枝晶粗化并发生偏转;共晶组织层间距与磁感应强度呈非线性关系,组织被扭曲;过共晶组织界面形貌变平整;Cu原子扩散距离缩短.利用XRD对α-Al枝晶区进行衍射分析,发现磁场下α-Al(100)晶面峰值强度变弱,(111)晶面变强.理论分析认为,强磁场对熔体流动的抑制作用和磁场下晶体的磁各向异性是导致上述现象的主要原因...     

液晶的磁旋光特性

为深入了解液晶的磁旋光特性，利用矩阵方法分析研究了液晶的旋光效应，导出了液晶旋光的矩阵表示．通过测量磁场作用下向列型液晶的旋光角及透射比，研究了液晶的磁旋光特性．详细分析了磁场对液晶分子轴旋转和透射比的影响，做出了液晶分子轴旋转角和透射比与磁场强度关系的曲线．通过改变磁场方向进行实验测试．发现液晶的旋光方向与垂直入射液晶盒的磁场方向无关。     

含氟液晶的研究

合成了2个系列共6个化合物（皆为新的含氟液晶）,测定了他们的相变温度和相态,并讨论比较了结构和性能的关系。     

含柔性间隔基团的主链型液晶高分子的分子场理论

研究了主链型液晶高分子中柔性间隔基因对聚合物结构和液晶性的影响规律。提出含柔性间隔基因液晶高分子中介品单元分子内取向的模型，及分子内取向分布和取向有序度参数等概念。探讨了分子内取向有序度参数和大分子中化学键的键角，内旋转二面角，内旋转位能等的定量关系。在上述概念和模型的基础上，提出了含柔性间隔基团液晶高分子的分子场理论。由此可从键角，内旋转二面角，内旋转位垒等结构参数计算液晶相变温度ＴＮＩ，取向有序度参数和热力学函数等。对上述理论的计算方法及应用也进行了讨论。理论和计算能较好地说明柔性间隔基团对ＴＮＩ等影响的规律。     

用微极液晶模型研究液晶的Fredericksz磁场效应

用微极液晶模型和Leslie-Eriksen模型讨论向列型液晶的壁面与磁场综合效应,采用垂直和倾斜二类边界条件,主要结果是：⑴指出有半文献中临界磁场强度公式不妥之处,给出修改效果;⑵导出界面指向矢垂直与倾斜锚定条件下,指向矢角度分布的隐式解析解,并通过数值计算给出界面与磁场综合效应;⑶所得结果与Leslie-Ericksen模型相应结果基本箱符,于是,通过二者之比较可给出两类液晶模型材料系数的联系;⑷讨论有关的数学问题,包括用夹逼方法严格论证临界磁场强度公式,对主方程解的多值性与分叉作剖析等。