染料掺杂胆甾相液晶激光器的特性研究

研制了染料掺杂胆甾相液晶激光器,测试分析了器件激光输出特性。将激光染料DCM、手性剂S-811、液晶TEB30A按一定比例混合,注入摩擦取向的液晶盒中,形成平面态排列的胆甾相液晶激光器件。利用532 nm波段的Nd:YAG脉冲倍频激光泵浦液晶器件,获得了禁带边沿激光输出,测量分析了激光能量阈值特性与激光光斑能量分布特点。液晶激光器在光子禁带边沿607 nm和680 nm处获得激光输出,线宽小于0.5 nm。在液晶器件中,光子禁带边缘处光子态密度最大,此处器件阈值较低,容易产生激光辐射。     

染料掺杂手性向列相液晶器件中实现随机激光辐射

设计制作了染料掺杂手性向列相液晶器件,研究了其随机激光辐射行为。均匀混合激光染料DCM和PM597、手性剂S-811、向列相液晶TEB30A,注入无摩擦取向的40μm液晶盒,制成焦锥织构态的手性向列相液晶激光器件。采用固体Nd:YAG倍频532nm波长的脉冲激光作为抽运光泵浦样品。掺杂激光染料PM597和DCM的液晶器件分别在575～588nm和600～620nm范围显示了尖锐、分立的随机激光辐射峰,线宽约为0.3nm。探测了器件在不同方向上的激光辐射谱,在与样品表面夹角约为45°～150°的范围内均能探测到随机激光。在器件中,手性向列相液晶焦锥织构态对光的强散射作用是随机激光产生的主要原因。     

光子晶体光纤载体中液晶随机激光辐射行为

将向列相液晶TEB30A、手性剂S-811、激光染料PM597的混合物填充空芯光子晶体光纤中,以Nd: YAG倍频532 nm激光作为泵浦光源,测量激光辐射谱,研究了光子晶体光纤载体中的随机激光辐射行为。泵浦激光侧面入射,侧面出射随机激光波长范围为590~605 nm,半高全宽约为0.3 nm;辐射方向较广。泵浦光端面入射,端面出射随机激光波长范围为580~605 nm,半高全宽约为0.3 nm。加热样品至各向同性温度时,端面和侧面激光辐射被关断。由实验结果得出,光子晶体中随机激光辐射源于微孔中填充的染料掺杂液晶混合物。手性向列相液晶中光子传输平均自由程和液晶分子介电张量的涨落随温度的变化,是影响出射激光强度的主要因素。     

SiO2/TiO2多层膜结构一维光子晶体光子禁带研究

制作了SiO2/TiO2多层膜结构一维光子晶体,研究了其光子禁带特性.通过测量红外透射谱,分析了入射线偏振方向、入射角度以及引入缺陷层对光子禁带的影响.随着入射角度的增大,在TE模式和TM模式线偏振光下,光子禁带边沿产生蓝移现象.引入TEB30A型向列相液晶缺陷后,光子禁带中在波长约为l810nm(TE模式)和182l...     

向列相液晶激光器件侧面辐射谱研究

研究了向列相液晶激光器件侧面激光辐射谱,并深入分析了激光辐射机制。分别制备了传统液晶盒和引入SU-8光栅结构的两种器件,并注入向列相液晶TEB30A和激光染料PM597的混合物。利用Nd:YAG固体脉冲激光器倍频出的532 nm激光作为泵浦源正面入射器件,侧面探测激光辐射谱。在传统液晶盒器件侧面,测得575～600 nm范围的随机激光辐射谱。而具有周期100μm和8μm的SU-8光栅结构器件侧面,获得了多波长激光辐射谱。随着泵浦能量增大,最高强度激光辐射峰波长位置出现在583～585 nm和588～592 nm附近,FWHM约0.3 nm。基于光波导理论结合器件结构分析得出,在传统液晶盒中引入SU-8光栅结构增强了液晶器件的光波导效应,是获得多波长激光辐射谱的主要原因。     

液晶分子取向对一维光学多层膜光子晶体透射谱的影响

比较研究了液晶分子平行和扭曲排列对TiO2 和SiO2 介质膜交替的一维光子晶体透射谱的影响。向列相液晶平行取向时,光子禁带中出现四个透过峰,中心波长约1 840、1 814、1 466、1 423 nm,加热器件,峰位蓝移,相邻的两个透过峰合二为一。向列相液晶扭曲排列时,光子禁带中出现两个独立透射峰,分别位于1 865、1 489 nm,加热样品峰位蓝移。液晶分子平行排列,液晶层折射率各向异性较明显,光子禁带具有两种偏振模式透过峰。液晶分子扭曲排列,液晶层折射率各向异性不明显,光子禁带只有独立透过峰。加热样品,液晶分子排列变化,引起液晶层有效折射率值改变,透过峰位移动。     

聚合物分散液晶薄膜中随机激光辐射的实现

设计制作染料掺杂聚合物分散液晶薄膜激光器件,研究随机激光辐射行为。利用微胶囊法将激光染料、向列相液晶、手性剂、聚乙烯醇混合,制备掺杂两种激光染料的聚合物分散液晶薄膜。利用输出激光532 nm的Nd:YAG倍频脉冲激光器进行泵浦,在582～607 nm波段获得尖锐、离散的随机激光输出,阈值能量约为9 mJ,线宽约为0.3～0.4 nm。对于器件产生激光辐射的机制,利用环形腔理论进行了分析。对比掺杂单种激光染料的聚合物分散液晶薄膜激光器件,实验结果显示,同时混合不同类型的激光染料制备的聚合物分散液晶薄膜,能够实现较宽波段的随机激光输出。     

可用紫外光照明调谐激光

纽约市大学王后学院、福德汉大学和国立莫斯科大学的科学家，将掺染料的向列液晶放在两片玻璃之间，做成一种激光器，可用紫外光照明进行调谐。该组发现，在低辐照水平时，以Nd：YAG激光抽运的掺染料向列液晶的激射波长移动15～20BE。在紫外辐射断开以后，激光波长又回到原来的620nm左右。激射波长的可逆调谐，为新的手征偶氮染料异构设计可用光调谐的线性与非线性光学器件开辟了新的可能性。     

聚合物稳定胆甾相滤色液晶光阀的显示研究

本文研究了在平面态和场致向列相之间快速切换的聚合物稳定胆甾相(PSCT)液晶光阀的彩色显示。采用紫外光诱导相分离法(PIPS)制备具有染料掺杂的聚合物稳定胆甾相液晶光阀,通过3种染料在可见光区的吸收作用,对入射白光进行选择性吸收过滤,得到不同颜色的出射光。结果表明:当PSCT处在平面态下,分子螺旋排列,染料对入射光波的吸收不受光波偏振方向的影响,器件具有很强的吸收作用,呈现有色态;当处于场致向列相,染料的吸收作用微小,器件呈透明态,因此器件具有一定的对比度,且不需要偏振片;器件在平面态和场致向列相之间快速切换的响应时间短于7ms。PSCT光阀可以用作滤色器,在多种染料的共同作用下,快速选择滤色得到多种彩色可见光,组成彩色显示平面。     

液晶焦距变换器

日本长冈理工学院的研究人员演示了一种全光焦距变换器,它基于溶于向列相液晶的染料。该器件实际上就是可变焦透镜,它吸收某一波长的偏振激光,产生对激光的垂直偏振正聚焦效应,并产生不同的波长。选取的染料吸收He-Ne激光器的633nm激光,改变二极管激光器发射的788nm透射会聚光束的焦距。向列相液晶夹在两平行玻璃片间。偏振光束组合器将两束光都发送到液晶里,仪器后面的滤光片只允许788nm光透过。通过将He-Ne激光强度从0调节到10mW,可将光束聚焦位置在光轴上改变3cm。计划用另一支二极管激光器代替He-Ne激光器。他们设想将该器件用作旋光…     

彩色液晶显示器件色差补偿优化

为了改善彩色液晶显示器件的色差,提升画面品质,针对(128,192,192)灰阶图形下色差的问题,对色差产生的机理进行了分析。模拟了RGB三色像素透过率对该图形下色差的影响。通过分别调整RGB彩膜膜厚,不仅相对调整了三色像素下的液晶盒层厚,而且还调整了三色像素的透过率,改善了RGB的Gamma曲线,对色差进行了补偿优化。实验结果表明,增加G像素和减小B像素的液晶盒层厚,对色差有明显补偿改善效果;同时,当RGB膜厚保持不变时,色差与液晶层厚呈正比关系,液晶层厚每减小1%时,色差约降低0.2。当RGB三色液晶盒层厚从(3.47,3.38,3.4)μm分别调整到(3.5,3.45,3.36)μm和(3.5,3.44,3.28)μm时,(128,192,192)灰阶图形下样品色差平均值从13.8分别降低到12.8和12。通过分别调整RGB彩膜膜厚,相对调整了三色像素下的液晶层盒厚和液晶量调节,可以一定程度优化补偿色差。     

高双折射液晶化合物的研究进展

近年来,液晶器件的响应速度得到了很大的改善,响应时间已经从25ms减少到3ms甚至更短。虽然这种改善与液晶层厚度的变薄有关,但主要原因应该归因于新型液晶材料的发展和使用。色序液晶显示能产生更高质量的图像,但前提是必须有能快速工作的液晶材料。液晶材料的旋转黏度系数、双折射和液晶层的厚度是影响液晶器件响应时间的3个主要因素。本文以液晶双折射这一因素为主线,从液晶化合物结构的角度介绍了影响液晶双折射数值的若干因素,包括中心环结构、中心基团上的桥键、极性基团和侧位-F对液晶双折射的影响等,延长分子的π电子共轭长度能有效提高液晶的双折射。本文列举了国内外已合成的高双折射向列相液晶的分子结构及双折射值,最后对高双折射液晶的研究进行了展望。     

光响应液晶嵌段共聚物研究进展

光响应液晶嵌段共聚物综合了光响应性液晶和嵌段聚合物两类材料的优异特性,是一种多功能性的新型材料。其中以偶氮苯为代表的光响应基团作为液晶基元的嵌段共聚物是其目前研究的主体。本文对光响应液晶材料和嵌段聚合物分别做了简要介绍,阐述了它们各自的优势和特点。对于光响应液晶嵌段共聚物的光响应机理、相分离过程和有序化调控手段进行了重点探讨。在此基础上,介绍了其在光子学、有机纳米模板和聚合物胶束等方面的研究进展。     

液晶把世界显示得缤纷多彩

回顾液晶科学和液晶显示技术的发展历程,盘点液晶科学和液晶显示产业的辉煌成就,列数为液晶科学和液晶显示产业做出贡献的国内外液晶领域科学家,赞叹液晶把世界显示得缤纷多彩,介绍《现代显示》杂志和河北工业大学应用物理系为中国液晶显示事业所尽的微薄贡献。     

液晶投影显示器

CRT投影机的亮度和分辨率不能作到两全其美,以致不能满足工业与军用市场的许多更趣严格的要求。因此,人们的兴趣正在转向大量的光阀技术,其图像的写入采用电子束或激光束,而图像的亮度则靠投射灯来提供。在大量的光阀技术领域中,最活跃的领域是用电子束寻址或激光束寻址的液晶光阀投影显示器。本文则对许多液晶光阀器件的基本原理和工作特性作了评述。     

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.     

我国铁电液晶材料研究进展

自从Clark与Lagerwall提出表面双稳铁电液晶显示原理后，铁电液晶材料在显示领域中的应用一直是国内外研究的热点课题，总结了国内外近年来铁电液晶材料的合成与研究工作和目前在显示领域应用中遇到的问题，并阐述了在其他领域的应用前景。     

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。     

含亚甲氧基桥键负性单体液晶的制备及性能研究

含亚甲氧基桥键负性单体液晶由于具有较大的负介电各向异性,较低的旋转粘度、良好的相溶性而被广泛应用于VA-TFT配方中,但其合成步骤长,合成及提纯难度大。本文讨论了含亚甲氧基桥键及苯环侧向氟取代的负介电各向异性单体液晶的合成方法,该方法主要采用2,3-二氟-4-乙氧基苯酚与含不同长度烷基链的苯磺酸酯反应引入亚甲氧基桥键,避免了常用醚化方法中卤代物的使用和卤素离子对单体液晶性能的影响。使用1 H NMR对目标单体液晶的结构进行了表征;采用DSC、热台偏光显微镜、LCR测试仪等对目标单体液晶的相变温度、光学各向异性、介电各向异性等一系列液晶性能参数进行了测试。     

弯曲芯型向列相液晶中的挠曲电畴

弯曲芯型向列相（BCN）液晶在一定的低频电压和温度下会产生挠曲电畴,出现明暗相间的周期结构。本文使用偏光显微镜（BX-51）和电荷耦合元件（CCD）探测了BCN中挠曲电畴的周期大小变化与电压及温度的关系,并使用光学衍射技术对该周期结构进行了验证。实验结果表明：温度达到95℃,并且外加电压达到25 V时,BCN液晶的挠曲电畴条纹结构首次出现。在温度一定的条件下,畴的周期随外加电压的增大而逐渐减小;而电压一定的条件下,周期结构的对比度随温度的升高逐渐变得模糊,必须增大外加电压才能使模糊的周期结构重新变得清晰。本研究对探索BCN液晶在液晶光栅领域的应用与发展具有一定的指导意义。