用一种新的光波导方法研究指向矢分布的计算机模拟(英文)

本文提出了对液晶盒内液晶指向矢分布非常敏感的全反射光波导方法。对半泄漏波导方法和新方法进行了比较。模拟发现新方法对指向矢扭曲角及一些细微差别的敏感度要优于半泄漏波导方法(对倾斜角敏感性稍差)。分析了引起查别的原因。     

光波导方法在液晶盒常规测量中的应用

最近几年,光波导方法(包含衰减全反射法)在液品研究领域里展现了强大的活力——它能够测量液晶的光学常数、分析液晶排列特性,揭示液晶在光场及电场作用下的行为等等,但一般而言,它是做为研究液晶材料的物理性质的一种手段。本文介绍了光波导方法在液晶盒常规测量中的一些应用。     

用衰减全反射法研究向列相液晶的排列性质

液晶作为一种最有前途的平板显示材料,其分子在液晶盒内的排列特性对显示器件的设计及制作无疑是极为重要的。衰减全反射法（简称ATR方法）最早应用于对金属薄膜特性的研究,后来逐渐成为研究各类介质光学性质的有力工具。最近几年,这种方法在研究液晶在液晶盒内的排列性质方面展现了强大的活力。本文介绍了衰减全反射法的基本原理、实验方法并将它应用于探测向列相液晶CP—9001 LA的排列性质。     

用衰减全反射法对液晶光学性质的研究

液晶作为一种最有前途的平板显示材料,其光学特性及与之相关的分子在液晶盒内的排列特性对显示器件的设计及制作无疑是极为重要的。衰减全反射法(简称ATR方法)最早应用与对金属薄膜特性的研究,后来逐渐成为研究各类介质光学性质的有力工具。最近几年,这种方法在液晶研究领域里展现了强大的活力——它能够测量液晶的光学常数、分析掖晶排列特性、揭示液晶在光场及电场作用下的行为等等。本文介绍了衰减全反射法的基本原理、实验方法及其在研究液晶的光学特性上的应用。     

利用波导技术研究不同温度下铁电液晶垂直排列S_c~*相的光学特性

利用波导技术研究了在不同温度下铁电液晶(简体FLC)垂直排列的光学特性.通过计算机对与入射光角度相关的反射率理论数据与实验数据进行拟合计算,测定了一系列与FLC有关的参数,给出了在S_C相FLC分子的排列模型,讨论了在这个相中分子指向矢的扭曲角和倾斜角.     

利用波导技术研究在不同温度下铁电液晶垂直排列的光学特性(英文)

在最近几年用波导技术测量在一薄层液晶中的光学特性已引起越来越多人们的兴趣和关注。采用这方法可以测量在一个铁电液晶盒中,铁电液晶分子指向矢的变化和排列状况。实验是通过计算机控制样品盒的转速和角度,同时采集与入射光角度有关的反射率数据来完成。计算机对实验数据和理论数据进行拟合计算后,给出MIX783铁电液晶分子在S_A和S_C相的排列模型。研究了不同温度下铁电液晶分子的倾斜角,扭角及一系列有关参数的变化规律,测定了在S_C相时铁电液晶分子的光学特性。     

柱状腔向列相液晶指向矢结构的Monte Carlo模拟

液晶分子被限定在柱状腔内,基于Gruhn-Hess两体势,通过Monte Carlo模拟方法,研究了径向边界条件及温度对柱状腔内向列相液晶PAA的指向矢结构的影响。文中计算了系统平衡后的二阶序参数、轴向序参数、径向序参数、角向序参数和指向矢快照图。在自由表面条件下,液晶分子在与柱轴垂直的面内呈均匀一致排列,而径向锚定作用下,指向矢结构为平面极性结构;在径向锚定作用下,随着锚定强度的增加,液晶分子在与柱状腔轴垂直的面内径向排列有序度增加;温度的变化会改变液晶分子的有序度,但不改变其指向矢结构。     

掺有反手性分子、表面摩擦方向90°的垂面排列液晶盒的电光特性

研究了掺有手性分子、扭曲角为90°的垂面排列液晶盒的电光特性,该分子的手性方向与液晶扭曲方向相反。在未施加电压时,液晶指向矢呈垂面排列,但是在中间电压状态下,由于电场、表面锚定作用及反手性掺杂作用之间的平衡力矩,大量液晶分子呈垂面排列。本文着重讨论了该模式在液晶显示器方面的潜在应用,尤其是对半透半反射型双层盒的液晶显示器。     

平行排列液晶盒的挠曲电效应及一级Fr(e)edericksz转变

基于液晶弹性理论研究了平行排列液晶盒中的挠曲电效应,通过变分理论得到了液晶指向矢满足的微分方程及边界条件.应用差分迭代方法进行了数值求解,得到了液晶指向矢随不同的参数变化的曲线.增大液晶盒厚度、上下基板锚定能系数以及增大预倾角这3种方法,在考虑挠曲电效应对液晶指向矢分布的影响时是等效的.研究了介电效应和挠曲电效应同时作用下的一级Fréedericksz转变问题.当|Δ＜ε| 较大、A较小时,将会发生一级Fréedericksz转变.     

同心柱筒中混合排列向列相液晶中的挠曲电效应

本文研究径向电场作用下同心柱筒中混合排列向列相液晶的指向矢分布,重点研究挠曲电效应对指向矢分布的影响。向列相液晶处于同心圆柱构成的薄层间,内表面径向锚定、外表面轴向锚定以及内表面轴向锚定、外表面径向锚定构成两种同心柱筒混合排列模型。基于向列相液晶Frank弹性理论,通过差分迭代方法,分别在强锚定及弱锚定边界条件下,研究了两种模型中挠曲电效应对指向矢分布的影响。研究结果表明:挠曲电效应在薄层内边界、外边界以及薄层内部对指向矢分布有着不同的影响;同心柱筒中指向矢分布由柱对称性、边界锚定作用、介电耦合作用、挠曲电效应的综合作用所决定。     

OCB液晶显示的动态驱动特性

研究了强锚定边界条件下光学补偿弯曲排列(OCB)液晶的动态驱动特性。理论模拟计算了OCB液晶盒内液晶分子指向矢在给定电压情况下的分布规律,得到光线垂直入射时液晶盒相对透过率随交流电压有效值的变化曲线。实验测试液晶盒的电光特性,并给出测试液晶盒动态驱动条件下的响应时间及视角特性。     

利用波导技术研究液晶S_A相的光学特性

本文介绍了利用波导技术测量液晶分子光学特性的方法.并用这种这种方法研究了铁电液晶(简称FLC)在S_A相时分子垂直排列的光学特性.通过计算机对P—P和S—S偏振理论与实验反射率数据进行了拟合计算,测出了S_A相的介电常数.     

平行排列液晶盒的挠曲电效应及一级Fréedericksz转变

基于液晶弹性理论研究了平行排列液晶盒中的挠曲电效应,通过变分理论得到了液晶指向矢满足的微分方程及边界条件.应用差分迭代方法进行了数值求解,得到了液晶指向矢随不同的参数变化的曲线.增大液晶盒厚度、上下基板锚定能系数以及增大预倾角这3种方法,在考虑挠曲电效应对液晶指向矢分布的影响时是等效的.研究了介电效应和挠曲电效应同时作用下的一级Fréedericksz转变问题.当|Δ＜ε| 较大、A较小时,将会发生一级Fréedericksz转变.     

研究纯向列液晶方位表面锚定能的变换方法

向列液晶表面锚定能的研究是液晶物理学的一个重要分支。通过测量扭曲液晶盒中的液晶分子的实际扭曲角及摩擦方向与液晶分子的界面指向矢之间的方位偏角,提出了一种研究纯向列液晶方位表面锚定能的新方法,并且测定了5CB液晶与摩擦的聚酰亚胺界面的方位表面锚定能。     

基板表面锚泊对液晶全漏导模影响的理论研究

平行排列向列相液晶盒基板表面锚泊能可以影响液晶盒内液晶分子指向矢的分布,光学上将导致液晶导模结构的变化。为了研究基板表面锚泊对液晶全漏导模的影响,首先基于液晶弹性理论推导了液晶指向矢在外加电压下满足的平衡态方程,随后由差分迭代方法数值计算液晶指向矢。最后,基于液晶多层光学理论推导了液晶导波反射率和透射率公式,并通过数值计算得到了平行排列向列相液晶全漏波导反射率Rss随内角变化的理论曲线。计算结果表明,相对于强锚泊情形(1×10~(-3) J/m~2),不同锚泊能强度(5×10~(-5) J/m~2～1×10~(-3) J/m~2)下的理论曲线会发生左移现象,移动距离与锚泊能强度有关。由曲线移动的距离可以确定液晶盒基板表面锚泊能的强度。该研究为进一步利用光导波技术测量液晶盒基板表面锚泊能强度提供了理论依据。     

液晶盒的电容特性

液晶盒外加一定的电压,会改变液晶分子的取向排列,这样液晶层的有效介电常数也会随之发生改变。如果把液晶盒看作一个电容器,其电容也会有所改变。本论文理论研究强锚泊混合排列向列相液晶盒的电容特性,基于液晶弹性理论和变分原理,理论推导液晶盒系统的平衡态方程及电容的解析表达式,通过Matlab软件数值模拟了此液晶盒的电容-电压曲线和指向矢分布曲线,并对其电容特性进行了分析。     

有效粘滞系数对混合排列向列相液晶动力学的影响

以液晶动力学理论为基础,对混合排列向列相液晶的动力学行为进行了研究.在严格考虑引流效应、通过有效粘滞系数γeff考虑引流效应和完全忽略引流效应这3种条件下,分别建立了指向矢运动方程.通过对加电压和撤电压过程的数值模拟,给出了有效粘滞系数γeff对液晶指向矢分布及有效折射率的影响.     

红外液晶光阀参数设计及电光特性分析

利用液晶指向矢分布计算模型和光在液晶中传播规律计算模型，优化设计了液晶光阀参数。对E7液晶材料，选取沿面平行排列方式、5～10°预倾角、液晶层厚度10 μm作为液晶光阀参数，模拟计算了该液晶光阀的电光特性。测试了红外液晶光阀的红外输出光谱和输入灰度与等效温度的变化关系，结果表明，该液晶光阀的光谱输出特性和光学调制特性有益于红外场景仿真。     

平行排列液晶盒的挠曲电效应及一级Fréedericksz转变

基于液晶弹性理论研究了平行排列液晶盒中的挠曲电效应,通过变分理论得到了液晶指向矢满足的微分方程及边界条件。应用差分迭代方法进行了数值求解,得到了液晶指向矢随不同的参数变化的曲线。增大液晶盒厚度、上下基板锚定能系数以及增大预倾角这3种方法,在考虑挠曲电效应对液晶指向矢分布的影响时是等效的。研究了介电效应和挠曲电效应同时作用下的一级Fr啨edericksz转变问题。当|Δ<ε|较大、A较小时,将会发生一级Fr啨edericksz转变。     

液晶光波导中本征模内场分量间的关系

液晶光波导的本征模场分析是其器件设计的基础与理论支撑,模场分析的准确度直接影响到液晶光波导器件性能的好坏.为了准确分析液晶光波导中本征模场分量间的关系,我们执行了以下步骤.首先,根据麦克斯韦方程组推导出向列相液晶的磁场耦合方程,然后得出非寻常光波本征模式的磁场分量间比值与指向矢旋转角间的定量关系,并利用OptiBPM1...