单氟取代苯基二苯乙炔基异硫氰酸酯的合成与液晶性质研究

为了满足液晶光学器件快速响应的要求,采用有机合成方法获得了6种单氟取代苯基二苯乙炔基异硫氰酸酯类液晶化合物。首先用IR和1HNMR对6种单氟取代液晶化合物的结构进行了表征,其次通过差热分析对其相变温度进行了测试,利用液晶综合参数测试仪对其液晶性能进行了研究。红外和核磁图谱表明合成的化合物即为目标化合物;差热分析获知这些化合物90℃左右进入液晶相,并且氟取代位置在与异硫氰酸酯基相连苯环的2号位置时有相对较低的熔点,最低的熔点可达到83.4℃;液晶综合参数测试结果表明这6种化合物的Δn值为0.432~0.681,同时氟取代位置在与异硫氰酸酯基相连苯环的3号位置时有相对更佳的响应性能。这些化合物在制备快速响应液晶光学器件中可能会有潜在的应用价值。     

发射望远镜的设计与装调

根据发射望远镜的结构特点,设计了口径为270mm的梅逊反射无焦卡塞格林式发射望远镜并对其进行了装调与检测以满足激光发射及激光准直性的要求。基于光学原理确定了同轴反射式光学结构的设计方法和系统参数。用有限元分析方法对比桁架式与圆筒式主支撑结构以及三翼梁和四翼梁次镜支撑结构在不同工况下的变形,选定桁架式三翼梁支撑结构用于该望远镜。通过设计适当的主、次镜装调结构,配合干涉仪和自准直平面镜,分析了次镜偏心引起的系统像差,得到灵敏度矩阵并用于系统的装调和检测。得到的结果显示系统的波前误差RMS为0.146 7λ,PV为0.73941λ(λ=632nm)。检测结果表明,桁架式结构的镜头能满足发射望远镜系统对像质的要求,可实现激光发射并保证激光的准直性。     

纯位相液晶调制器的响应特性计算

液晶位相调制器在非显示领域有广泛的应用,例如自适应光学中的波前校正、大气湍流模拟、光学相控阵的光束指向等。在这些应用中液晶的响应速度、位相调制范围、色散等特性非常关键。围绕对这些特性的改进,本文总结了近年来人们在液晶器件设计、驱动方法改进以及液晶色散研究方面的理论计算方法,这为人们在提高液晶器件电光响应特性、预期其性能等方面的需求,提供了非常有价值的参考。     

一种新型光敏小分子用于光控取向的研究

通过在3,5-二羟基苯甲醇分子中的双酚基基团上引入双肉桂酰酯光敏基团的酯化反应,合成了一类新型的分子顶部为羟基极性基团,整个分子构型类似于树枝状的光敏小分子化合物。将此种光敏材料配成一定浓度的溶液,旋涂在玻璃基板上成膜,经过线性偏振紫外光辐照后发生交联反应,制备成光控取向膜。以此种取向膜制成向列相液晶的平行液晶器件,在偏光显微镜下观察,发现取得了均一、稳定的取向效果,并且该取向膜具有良好的热稳定性能。     

表面自组装反应制备液晶光控取向膜

通过聚乙烯醇薄膜表面致密的羟基基团与肉桂酰氯间的选择性酯化反应,将光敏基团连接到聚乙烯醇薄膜表面,制备出一种新型的光敏自组装单层膜.用线性偏振紫外光辐照该薄膜,与光矢量方向匹配的肉桂酸基团发生光化学反应,反应产物沿辐照光的偏振方向分布,形成表面张力各向异性的薄膜.将该薄膜作为向列相液晶的取向膜制成平行液晶器件,在偏光显微镜下观察,发现获得了均一、稳定的取向效果.这种自组装光控取向膜的制作过程简单,且具有良好的热稳定性.     

二苯乙炔基异硫氰酸酯的合成与液晶性质研究

通过先偶联后还原的方法合成了3种具有氟取代的二苯乙炔基异硫氰酸酯化合物。液晶性质测试表明,这些材料均具有较高的Δn值,且随着分子中π电子共轭长度增加而变大,最大可达0.576。将这些高Δn液晶化合物溶于商品炔类液晶材料,可提高其响应速度;其中苯基二苯乙炔基异硫氰酸酯对器件响应性能的提升幅度最大。实验结果表明,二苯乙炔基异硫氰酸酯是一种具有高Δn、低旋转黏度的快速液晶材料,在液晶空间光调制器件中具有一定的应用价值。     

电场对N*-Sc*相变序铁电液晶器件层排列的影响

N*-Sc*相变序铁电液晶器件具有半"V"字形电光特性,可实现连续灰度,并且自发极化值小、视角宽、响应时间为毫秒量级,适合TFT-LCD.控制分子层排列是获得良好器件性能的关键.深入分析了电场对分子层排列的影响,提出了分子层排列模型,为提高器件性能提供了有益的参考.     

光交联型液晶光控取向材料

液晶光控取向材料是近年来国际上的一个研究热点,其中光交联型材料因其稳定性强、取向效果好等优点被广泛研究。文中综述了肉桂酸酯类、香豆素类、苯乙烯基吡啶类、苯乙烯基苯并吡咯酮类、二苯基乙炔类光交联型液晶光控取向材料的研究进展,并对其光化学反应机理进行了分析。     

开环液晶自适应光学系统:研究进展和结果

对于自适应光学系统,液晶波前校正器是一个非常有前景的波前校正器件。传统的向列相液晶波前校正器的主要缺点是偏振依赖和工作波段窄。采用了基于偏振分束器的开环光路设计和优化的能量分割方法来分别解决上述问题。结果显示,开环光路非常适合于液晶波前校正器,且新颖的能量分割方法显著提高了液晶自适应光学系统的探测能力。