基板锚定特性对液晶盒电容的影响

基板的锚定特性,包括锚定能大小和锚定易取方向,影响液晶指向矢的分布,直接导致液晶盒电容的改变,因此可以通过液晶盒电容的测量确定基板表面的锚定特性。基于液晶弹性理论和变分原理,理论推导弱锚定平行排列向列相和混合排列向列相液晶盒系统的平衡态方程和边界条件,采用差分迭代方法数值模拟得到了液晶盒约化电容随电压、锚定能系数及锚定易取方向变化的曲线。结果表明:液晶盒电容随基板锚定能系数的增加而减小;随预倾角的增加,液晶盒电容随锚定能系数的变化缩小;同一电压和基板锚定能系数下,平行排列向列相液晶盒电容不会大于混合排列向列相液晶的电容。     

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。     

反扭曲向列相液晶的导波研究

利用全漏导波技术对反扭曲向列相负性液晶盒进行了研究,通过测量液晶盒全漏波导几何结构在不同电压作用下随内角变化的反射光强,并与理论模拟进行对比和拟合来确定液晶及液晶盒的多项参数,进而探究反扭曲向列相液晶盒内部液晶指向矢分布的信息。     

用光导波方法确定扭曲向列相液晶盒指向矢剖面

利用光导波方法,对不同电压下由棱镜、折射率匹配液及扭曲向列相液晶盒构成的全漏导模进行了实验研究,得到了不同外角所对应的全漏导模的反射光强度实验数据,并由斯涅尔折射定律转化为反射率随内角变化的数据,由此得到实验曲线。通过与多层光学理论给出的理论曲线进行比较,发现两者之间有一个很好的吻合,确定了扭曲向列相液晶盒在不同电压下的指向矢剖面。     

电控平行排列液晶光栅的光衍射特性研究

对电控平行液晶光栅的理论进行了分析,并配以结构原理图。通过对平行排列及90°扭曲排列液晶指向矢的计算,得出液晶盒中相应的折射率、相位差与电压之间的关系图,两者经比较证明平行排列更具适用性,并在实验中观测到了平行排列液晶光栅衍射特性与电压的关系。     

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。     

平行锚定和正交锚定液晶盒内胆甾相平面态液晶层指向矢排布随温度变化的特征

为了研究胆甾相平面态液晶(Cholesteric liquid crystal with planar texture,CLCPT)层在上下表面取向平行(Parallel anchoring,PA)和上下表面取向垂直(Orthogonal anchoring,OA)两种液晶盒中指向矢排布随温度变化的特征,分别制备了PA和OA两种CLCPT液晶盒样品。构建了由梯形低折射率棱镜、匹配液、CLCPT液晶盒组成的全漏导模结构,采用全漏光学导波(Fully leaky optical guided wave,FLOGW)方法获得了在不同温度下反射率随内角(测试光线入射到CLCPT层上的入射角)变化的导波实验曲线Rss,将其与基于液晶弹性理论和多层光学理论模拟出的同一温度下的理论导波曲线Rss进行拟合,精准分析出在PA和OA盒内,CLCPT指向矢排布随温度变化的特征。此外,应用控制变量法测量出不同温度下胆甾相液晶(Cholesteric liquid crystal,CLC)双折射率实际参数值。     

温度对液晶盒电容的影响

液晶盒电容的大小与外加电压的数值相关。当液晶的温度发生变化时,即使施加的电压值一定,液晶盒的电容也会发生变化。为了研究温度的影响,采用交流电桥的方法对灌注5CB液晶的平行排列向列相液晶盒电容进行了实验测量,并由精密热台（LTS350,Linkam）控制液晶盒的温度,得到了不同温度下液晶盒的电压-电容特性曲线。由此可以看出：在大于阈值电压范围内,同一电压下液晶盒电容随温度的升高逐渐增加,并且曲线的斜率逐渐减小,说明液晶向各向同性态转变。此项研究对进一步分析液晶材料的介电常数有一定的指导意义。     

用全漏光导波技术测量反射式混合型扭曲向列相液晶盒的指向矢分布

架设了全漏光导波测量系统并对反射式混合型扭曲向列相液晶盒进行了光学测量,氦氖激光经过处理后变为s偏振光或p偏振光,然后通过棱镜耦合使某一偏振状态的光进入液晶盒并采集不同电压下与入射角相关的不同偏振光组合的反射信号。进而结合多层光学4×4矩阵和弹性连续体理论对液晶盒的不同状态组合的反射信号模拟预测并与实验数据进行拟合,就得到了指向矢在液晶盒内的倾角和扭曲角以及在不同电压下的分布情况。     

反射式混合排列向列液晶模式在投影显示中的应用

本文从模拟计算和实验分析的角度,对应用于投影显示的反射式混合排列向列液晶显示模式进行了研究,研究结果表明,这一显示模式可以实现常白显示,实验结果证明了理论模拟计算的正确性.此外,本文还从理论模拟计算的角度讨论了液晶盒厚误差对显示性能的影响.     

手性液晶滤光片研究

本文研究了掺有手性分子的反射式液晶滤光片的光学特性以及手性液晶膜用于滤光片的可行性。利用Jones矩阵法对其透射光谱特性进行了分析和数值计算,同时制作了手性液晶盒并对其透射光谱进行了测量。从数值计算和实验结果可知,利用掺有手性添加剂的液晶材料可以反射某种特定波长的入射光,起到一种窄带滤光片的作用,利用此特性制成的液晶偏振滤光片膜可用于各种类型的光电防护。     

基于光子晶体平板传导共振模的低功率光开关

利用严格耦合波算法计算了二维光子晶体平板结构随角度变化透过谱和波长变化透过谱,研究了透过谱上传导共振峰与二维光子晶体平板能带结构的关系。利用共振传导模的低透过和高Q值的特点,设计了基于磷化铟材料的工作在1550nm波长附近的角度分辨和波长分辨的光子晶体光开关。理论模拟结果表明,该结构透过谱上传导共振峰品质因子可达105,非线性折射率变化为10-4即可实现开关对比度接近100%。当信号光或泵浦光分别与光子晶体平板传导共振模耦合时,由于共振耦合使得泵浦光场增强,需要泵浦能量仅为184fJ,为目前所知能量最低的光开关。     

从晶体光学到液晶光学—液晶物理的光学研究方法进展

液晶材料的光学测试和光学应用是液晶物理的主要研究手段和应用领域。所以液晶的光学研究方法也是随着液晶学科研究的逐步深入而不断发展,并反过来又推动液晶这一诱人学科进入更加色彩绚丽的胜景。本综述主要是以液晶这一学科发展的历史纵向为轴线,介绍和评述了在液晶研究领域中,诸多常规的以单体晶体光学为基础的光学研究方法、原理、应用以及液晶物理研究中的局限和错误。考虑大多实际测试和应用中液晶材料是锚泊和局限在液晶盒中,本综述着重介绍了以多层各向同性-各向异性介质薄膜系统为基础的液晶光学研究方法,以正确地描述液晶(盒)的光学测试和响应。其中,以现代光学为基础发展起来的光导波技术、光学表面波技术及它们之间的相互作用及耦合影响、液晶材料对其调制及应用等等,都作了较为详细地介绍和比较。近年刚刚开拓发展的,作为有机各向异性材料的液晶与无机各向异性材料的异型金属纳米颗粒的有序混合物,在液晶(盒)器件中的表现及应用前景和对于光学测试及表征的的挑战,也加以介绍和讨论。     

Studies of photorefractive properties of a novel dye‐doped nematic liquid crystal system

We examine here photorefractive and dielectric properties of a novel system: nematic liquid crystal mixture doped with 1‐(5‐methylfuran‐2‐yl)‐3‐(4‐dimethylaminophenyl)‐propenon dye. Kinetics of formation of refractive index gratings induced by light in a two‐wave mixing experiment in this dye‐doped nematic liquid crystal together with dielectric relaxation and ionic conductivity are investigated. We perform a degenerate four‐wave mixing experiment, enabling us to observe the generation of an optical phase conjugation signal by the studied system, and report on some optical microscope observations of hydrodynamic instabilities related to charge injection from the electrodes and ionic current flow through liquid crystal layer. We discuss the results in reference to other similar liquid crystalline materials. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于超声导波波谱法管道缺陷检测仿真研究

针对超声导波检测难以准确判定管道缺陷的问题,通过分析超声导波遇管道缺陷后其回波的传播,提出了以波谱法来定位和定量管道缺陷。采用ANSYS软件仿真了T(0, 1)模态超声导波在带缺陷管道中的传播,得到检测的幅值波谱图,发现波谱图中缺陷处的颜色总是最先变化;通过分析所有节点同一时间坐标信号的幅值,发现相对最大缺陷信号幅值,幅值衰减在1/10内的节点数与缺陷的周向尺寸之间存在确定的系数关系。     

扭曲类液晶盒衰减全反射谱和半漏反射谱的特点

研究了导波用于扭曲类液晶盒指向矢测定的敏感性问题。具体讨论了两种几何的反射谱即衰减全反射谱和半漏导波反射谱及扭曲角和预倾角的变化对反射谱的影响。     

液晶电控效应的实验研究

详细阐述了液晶的电光效应,介绍了利用分光光度计测量液晶透射比的方法。通过改变加在液晶盒上的电压大小及其频率高低,详细测量了液晶的透射比。通过做图分析了液晶的电控双折射效应,得出液晶的透射比随所加电压的大小和频率的高低而变化,以及液晶的阈值电压随频率的增高而减小的规律,这对液晶器件的设计与研究均具有一定的参考价值。