液晶相位光栅大屏幕投影

现已发现一种新型液晶盒工作模式，这就是液晶相位光栅模式，它是将空间周期电场加到介电和光学各向异性的均匀排列液晶层上而形成的。本文介绍了一种液晶相位光栅大屏幕投影系统，讨论了液晶相位光栅的基本衍射特性。     

交联剂对聚合物/液晶光栅的影响

利用激光干涉条纹引发预聚物／液晶混合物相分离．形成液晶与聚合物周期交替排列的液晶光栅。研究了组成材料中交联剂N-乙烯基吡咯烷酮（1-vinyl-2-pyrrolidone，NVP）对光栅形貌和衍射效率的影响，通过改变NVP的含量，分析NVP在光栅形成中的作用，确立了NVP的最佳含量。实验结果表明，NVP具有调节混合物系统官能度与体系黏度、交联密度及影响反应速度的作用，在适量的NVP含量下，光栅的衍射效率得到优化。     

单体平均官能度对制备液晶/聚合物光栅的影响

液晶／聚合物光栅，即全息聚合物分散液晶光栅(Holographic polymer dispersed liquid crystal，HPDLC)是一种新型光电子信息功能器件。采用紫外光固化丙烯酸脂和向列相液晶TEB30A制备了透射HPDLC型光栅，探讨了单体平均官能度对液晶／聚合物光栅的影响。实验将官能度分别为2．0和5．0的两种单体混合。使平均官能度在2．0～5．0变化，制备出系列HPDLC透射型光栅，通过观察光栅形貌、测量光栅的衍射效率及驱动电压，分析了相分离过程中的光聚合速度和液晶扩散速度的匹配问题。     

液晶闪耀光栅中的指向矢二维分布与特性研究

在连续弹性体理论的基础上,采用差分迭代数值分析方法仿真模拟了液晶闪耀光栅中的液晶分子指向矢二维分布情况。利用液晶的电控双折射特性,对液晶光栅电极施加经过插值计算以及修正后的周期电压,使之形成光程差阶梯形分布,具有二元光栅结构的液晶闪耀光栅。得到了液晶光栅的光程差以及相位延迟曲线。通过实验,采用四分之一波片法作出了相位延迟随电压的变化关系曲线,验证了仿真结论,给出了周期电场分布的液晶闪耀光栅在正交偏光下的显微照片。     

液晶衍射光栅模型研究

在液晶指向矢计算的基础上，本文得到了向列相液晶在电场下折射率分布和相位延迟。并在矩形光栅和正弦相位光栅的基础上，分析了液晶衍射光栅对入射光一级衍射情况及其衍射效率，得到了它的数学模型。     

液晶闪耀光栅波前相位测量方法

电控液晶光栅在卫星激光通信、激光雷达的光束指向应用中具有体积小、光束灵活可控的优势。而获取电控液晶光栅对光波前的相位调制分布则是评价液晶光栅性能的关键。提出液晶光栅调制波前相位的共轭移相干涉测量技术,通过实验对比验证了实测远场分布与近场相位计算远场分布的一致性,由此可实现由近场相位测量的光束指向控制新方法。     

液晶分子取向对液晶/聚合物光栅电光特性以及激光出射特性的影响

报道了液晶分子不同取向对液晶/聚合物光栅电光特性以及激光出射的影响。通过扫描电子显微镜观察液晶/聚合物光栅的截面,成功观察到了光栅的体光栅结构。液晶分子垂直光栅矢量排列时,由于光栅形貌变差,衍射效率由液晶分子沿光栅矢量排列时的83.2%降低至72%,同时散射损耗由11.8%增加至19.1%。液晶分子垂直光栅矢量时,液晶/聚合物光栅的调谐电场由液晶分子沿光栅矢量时的13.6V/μm下降至3.1V/μm。液晶沿光栅矢量排列时,激光出射阈值更低,为利于激光出射的方向。本文工作为进一步加深对液晶/聚合物光栅以及染料掺杂分布式反馈选频的理解和认识,提供了指导和借鉴。     

偶氮苯聚合物掺杂液晶光栅的研究

将偶氮苯聚合物和向列相液晶以一定比例混合后注入液晶盒,用线性偏振光进行掩膜光照,引发偶氮苯聚合物发生顺反异构,诱导液晶产生光双折射现象,形成偶氮苯聚合物掺杂液晶光栅,样品通过光学显微镜和He-Ne激光器的检测,结果表明该光栅具有清晰的光栅结构,衍射效率高并具有电场可调谐性,更为重要的是驱动电压大幅降低,可与集成电路匹配。     

基于LCD的自由立体显示技术

利用液晶显示器实现自由立体显示的办法有两种，一是采用狭缝光栅板，二是采用柱面光栅板，各类结构的立体显示器具有不同的特点。基于狭缝光栅板的立体液晶显示器有两种结构，即前置狭缝式和后置狭缝式。介绍了两种结构的差异，并简单介绍作者在立体显示技术方面的最新研究成果。     

向列液晶中的光控永久光栅

液晶中的光折变光栅在数据存储、实时全息术、干涉测量、光放大、相位共轭、光学图像处理和光束操控等领域具有潜在的应用价值。通过二波耦合的方法在掺C60的向列液晶中记录了永久光栅，该光栅的衍射特性能够被外加直流电场或以任意角度入射的、与记录光强度相当的一束平面光波控制。为了进一步了解光栅建立的机制，研究了在恒定外加直流电场下的电流动态过程，从而证明该光栅源于表面电荷的光调制。     

全息液晶/聚合物光栅的制备

将具有光敏特性的预聚物与向列相液晶按一定比例混合，以Ar^ 激光器为光源，使混合物在激光干涉光场的引发下发生光化学反应，从而导致液晶与预聚物发生相分离，形成全息液晶／聚合物相位光栅。采用光学显微镜和He-Ne激光器对所制样品进行测试，结果表明，当液晶含量在30％－45％范围时，所制样品具有较好的栅结构，其衍射效率具有电场可调性。     

液晶含量对聚合物/液晶复合膜电光特性的影响--从正型向反型显示模式的转变

预聚物与正性液晶以适量配比合成的聚合物／液晶复合膜通常呈正型显示,即膜在关态时呈散射态,在开态时呈透射态。然而实验发现,用高的液晶配比合成的膜在适度电压驱动下能呈现反型显示,即这种膜在关态时呈透射态,在适度电压作用下呈散射态。在制膜过程中,如能将液晶做沿面取向处理,则膜的反型效应更加明显。用聚合物／液晶复合膜的反型显示机理,可开发出一系列新的光学显示器件。本实验研究了这种反型模式器件的电光特性,并建立相关的结构模型解释了实验结果。     

Holographic grating fabrication for wide angular bandwidth using polymer thin films

To increase the angular bandwidth of volume holographic grating, we fabricate holographic gratings based on grating multiplexing technique by using thin films of photopolymers and polymer dispersed liquid crystals. Experimental results confirm that the liquid crystal materials increase the refractive index modulation of the grating, enabling high diffraction efficiency with wide angular response compared to pure polymer materials. We observe that the fabricated holographic grating has near 80% of diffraction efficiency and about 18° of angular bandwidth, which can be further improved by modifying the liquid crystal/polymer mixtures and the grating multiplexing technique. The grating can be used to fabricate holographic waveguide structures for emerging applications in the near-eye display systems.     

液晶光栅的技术进展及应用

详细阐述了液晶光栅的工作原理及两类液晶光栅的结构设计和制作工艺,分析了它们的优缺点及其应用情况。并对液晶光栅在空间光通信中的应用做了展望。     

基于全息聚合物液晶光栅的动态增益均衡器的设计与模拟

介绍了聚合物分散液晶(PDLC)材料及体全息光栅的特性,提出了基于全息聚合物液晶(H-PDLC)电控光栅多极串联式动态增益均衡器的设计。根据光栅的衍射特性计算公式,对全息聚合物液晶光栅在中心波长为1550 nm的波长选择特性进行模拟,并且进一步利用遗传算法模拟实现全息聚合物液晶动态光强增益均衡器的功能。计算模拟表明,选择合适的全息聚合物液晶光栅参量,能够使光栅在1550 nm为中心波长的衍射谱线半宽度达到10 nm。同时,采用基于全息聚合物液晶的动态光强增益均衡器,能够使掺饵光纤放大器在1530~1560 nm内,其自发辐射谱的不平坦度从3.3 dB降到0.1 dBp-p(峰-峰值)。     

一次曝光法制备二维可调谐液晶光栅

设计了全息光路,采用一次曝光方法制备了基于聚合物分散液晶材料体系的二维可调谐液晶光栅.采用偏光显微镜和原子力显微镜对光栅的形貌进行检测,并利用He-Ne激光器对光栅的电光特性进行测定.结果表明,该光栅具有清晰的二维结构,衍射图样为空间点阵,衍射效率具有电场可调谐性.实验表明,改进的光路设计可制备多种形式的可调谐液晶器件.     

Electrical control of the distributed feedback organic semiconductor laser based on holographic polymer dispersed liquid crystal grating

In this paper, we demonstrate the electrical control of the distributed feedback (DFB) organic semiconductor laser based on a holographic polymer dispersed liquid crystal (HPDLC) grating for the first time. The grating is fabricated on the top of the organic semiconductor film to act as an external feedback structure. Experimental results show that the lasing intensity can be decreased by increasing the external electric field, and the lasing wavelength exhibits a slight blue-shift of 1.4 nm during the modulation process, indicating a good stability. The modulated performances are attributed to the decreases in the refractive index modulation and average refractive index of the HPDLC grating respectively as a result of the field-induced liquid crystal reorientation. This study provides some new ideas for the improvement of DFB organic semiconductor laser to enable envisioned applications in laser displays and integrated photonic circuits.     

含氟单体材料对全息聚合物分散液晶Bragg光栅电光特性的影响

在全息聚合物分散液晶的预聚物体系中添加含氟的单丙烯酸酯单体,制备全息聚合物分散液晶Bragg光栅,通过AFM、He-Ne激光器观察分析,发现甲基丙烯酸十二氟庚酯(Actyflon-G04)的添加不仅改善聚合物基质的形貌,同时也影响光栅的电光特性。实验结果表明,光栅的衍射效率从78%上升到90%,驱动电压V90大幅降低。分析认为,Actyflon-G04的添加降低了聚合物界面的表面张力,影响液晶微滴的分子取向,从而实现了光栅电光特性的改善。