偶氮侧链聚合物液晶薄膜光致双折射及其光存储实验

本文实验研究了偶氮侧链聚合物液晶薄膜（P-CN）的光致双折射和光存储性质。在连续 532nm激光作用下,该液晶薄膜（P-CN）表现出显著的光致双折射（△n～10-2）。基于光致双折射效应,实验中获得了长久的、高对比度的光信息记录。     

光致形变偶氮苯液晶驱动器

驱动器以其优良的性能和广阔的应用前景,在软机器人、人工肌肉等领域引起了广泛的研究兴趣。通过将偶氮苯分子引入到驱动器材料中,并基于偶氮苯分子可逆的光致异构化过程,可以实现无接触、精确控制、低能耗的光响应驱动器。经过多年的发展,偶氮苯液晶驱动器材料历经了从最初的聚硅氧烷类、聚丙烯酸酯类等到先进的动态酯交换网络等。驱动材料的发展进一步促进了驱动形式的多样化和功能化。偶氮苯液晶驱动器的驱动形式从简单的弯曲、螺旋、震荡到更为实用化的光控马达、提拉重物、微量液体运输等。本文总结和评述了偶氮苯液晶驱动器的发展历程、典型应用和目前存在的问题等,最后展望了其在能源转换领域的应用前景。     

偶氮液晶聚合物的三阶非线性光学特性

本文报道了在低功率Nd:YVO4倍频激光器连续光泵浦下用Z－扫描技术对偶氮液晶聚合物CN2的非线性光学特性研究。结果表明：CN2在532nm的激光作用下,不仅表现出显著的非线性折射率γ（约－10^-4cm^2/w),而且表现出很大的非线性吸收系数β（约40cm/W)。     

偶氮LCP中基于光致双折射效应的灰阶存储

偶氮液晶聚合物（LCP）是一种新型的光存储材料。本文介绍了偶氮LCP中的双光子光致双折射效应,提出了基于偏振角度复用法在偶氮LCP中进行多灰阶存储的基本原理,方法和技术,给出了灰阶存储的原理性实验结果,设计了偶氮LCP灰阶存储器的光学系统结构方案。     

光吸收调制微加工技术中偶氮材料光吸收率的时间变化特性

基于偶氮材料光吸收调制的高分辨率微加工技术近年来引起了极大关注。为揭示该技术中偶氮材料光吸收调制的机制,结合偶氮材料光致异构原理,利用偶氮材料的光吸收理论模型,数值模拟了偶氮材料光吸收率的时间变化特性。以典型偶氮苯染料分散黄7(Disperse Yellow 7-DY7)为例,分别开展了在365 nm光束单独作用和365 nm与532 nm双光束共同作用下,不同厚度DY7薄膜在365 nm光吸收率的时间变化特性实验研究。结果表明,在365 nm光束作用下,偶氮苯材料对365 nm光吸收率因光致异构效应发生了明显改变,而实验中532 nm光束的热效应对偶氮苯材料的光吸收率有显著的影响。     

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。     

偶氮侧链液晶聚合物薄膜中基于光致双折射效应长久光存储的机理探讨

本文比较了连续矾酸钇锐频激光（输出波长532nm），脉冲Nd:YAG倍频激光（输出波长532nm、脉宽8ns、重复频率10Hz）作用下，偶氮侧链液晶聚合物薄膜的光致双折射效应和光记录特性。根据实验结果和数值模拟情况^[8]，引入温度效应，提出分子团积和主链链段取向效应，给出了基于光致双折射效应长久光信息记录的解释。     

含偶氮苯弯曲液晶的光化学性质研究

研究了紫外光照和温度对偶氮弯曲液晶极化电流的影响。在365 nm紫外光照下,这种偶氮化合物的极化强度随紫外光照时间增加而变化直至为零;当温度从150^oC 升高到 175^oC时,弯曲液晶的极化电流随温度线性降低,用Landau-de Gennes理论解释了这一现象。其极化情况随紫外光照和温度而变化的实验规律表明：在紫外光照下偶氮弯曲液晶发生了光致异构化、光裂解和热裂解作用。     

掺偶氮染料聚甲基丙烯酸甲酯的介电特性研究

制备了具有不同偶氮生色团掺杂浓度的主客式聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）样品。利用介电测量的方法，观测了样品在532nm光照射下的介电常数和介电损耗的变化。发现随着生色团浓度的增加，样品的介电常数增大；而生色团的掺人对于聚甲基丙烯酸甲酯样品的介电损耗则主要表现在对β弛豫的影响。浓度一定的生色团样品的介电常数随着激发光功率的增加而增大；样品的高频介电损耗随着激发光功率的增大而减小，但低频直流电导损耗则随着激发光功率的增加而增大。利用生色团在光致异构反应和取向运动过程中与聚甲基丙烯酸甲酯基体的相互作用，定性地解释了上述实验现象。     

在紫外,可见和红外区液晶吸收光谱的测量

在０．１８５￣２０μｍ的波长范围内，测量了具有三种不同共轭的液晶吸收光谱。结果表明：在紫外区，液晶的吸收光谱与σ或π电子有关；在中红外和远红外区，存在若干定域分子共振带。鞍形吸收的极小出现在波长约０．８μｍ处，此处远离电子的谐振，但还没有发生分子的谐振。     

液晶盒表面取向排列对光敏混合液晶全光开关性能的影响

利用混合液晶,实验研究了间隔厚度为125μm的向列相液晶(NLC)盒的无定向排列、平行排列和扭曲排列3种表面取向 排列方式对全光开关性能影响。全光开关采用光 敏混合液晶(15% BMAB,85% NLCs)注入NLC盒制作而成。实验结果表明,无定向排列NLC盒 和扭曲排列NLC盒都可实现全光开关效应;扭曲排列NLC盒的表面取向作用不仅可以提 高全光开关的稳定性和重复 性,还可以提高全光开关的调制深度和响应速度;相对无定向排列NLC盒,扭曲排列NLC盒 制作的全光开 关的稳定性和上升响应速度分别提高了1倍,调制深度提高了4.8dB 。实验验证了NLC盒的表面取 向作用可提高全光开关性能,对提高结合光敏液晶和光纤制作光控全光纤器件的性能有重要 指导意义。     

含炔键大双折射液晶的研究进展

阐述了形成大双折射液晶化合物的结构因素和含炔键大双折射液晶化合物的主要研究成果。迄今研究发现:二芳基取代的乙炔类(PTP)液晶双折射范围在0.25~0.49;双烷基联苯炔(PPTP)类液晶双折射范围在0.32~0.5;双苯二乙炔类(PTTP、PTDTP、PTPTP)液晶双折射范围在0.35~0.67;三联苯乙炔苯类液晶化合物双折射值约为0.54;含氰基或异硫氰基的苯炔类液晶双折射范围在0.25~0.79;稠环基苯乙炔类液晶双折射在0.36~0.79。含炔键苯类液晶材料具有较大的双折射值和实用价值。     

液晶可变相位延迟器的相位延迟特性

为了快速准确地获取液晶可变相位延迟器(liquid crystal variable retarder,LCVR)在不同波长时的相位延迟特性,根据LCVR双折射效应、透射光光强的斯托克斯矢量与相位延迟关系,采用光强法测量LCVR相位延迟特性,即将LCVR相位延迟特性的测量转换为对透射光光强与LCVR驱动电压的测量。设计了基于托克斯矢量与穆勒矩阵的LCVR相位延迟特性测量系统,该系统能实时、准确地自动测量LCVR相位延迟特性。而且,利用Labview软件平台实现了系统控制、数据处理、界面显示和报表生成功能的一体化,采用最小二乘法对相位延迟特性曲线进行拟合。实验结果表明:该系统测量误差小于1%,能够准确地测量LCVR的相位延迟特性,符合科研与工业领域的需求,因此具有广泛应用前景。     

含氟炔基三苯液晶分子太赫兹吸收的计算模拟研究

以密度泛函理论为基础,利用Gaussian09程序包,通过Opt+Freq优化类型,以B3LYP/6-311g基组对10种不同数目及不同位置部分氟代的4-丁基-4’-[(4-丁基苯)乙炔]联苯液晶衍生物分子进行数值计算,根据氟原子的置换位置和数目对这些分子在太赫兹波段的光吸收情况进行了对比分析。结果表明,在太赫兹频段,氟原子置换的位置和数目会显著影响分子内其它官能团的吸收位置和强度。其中苯环内的C-H吸收会因为苯环上氟原子置换数目增加而减少,苯环上双氟原子的增加导致烷烃的吸收峰强度发生变化;对于炔烃,氟原子的置换会通过改变其偶极矩从而产生较强的吸收峰值。计算结果在分子官能团的吸收方面与文献报道的实验测量结果吻合得相当好。根据现有文献报道,作者还对比分析了0.3~3THz范围计算结果与相关文献的实验数据。总之,计算模拟结果能够较好地反应分子材料对太赫兹波的吸收状况,可为相关液晶分子的设计与合成提供参考。     

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。     

通信波段液晶电光特性的实验研究

利用偏光干涉理论,通过对BL-009型向列相液晶透射比的测试,分析了液晶透射比随电场的变化情况,对液晶的电控双折射效应进行了研究。在20℃下,利用岛津UV-3101PC分光光度计,通过改变加在液晶盒两端的电压,测出了入射光波长为1 330 nm和1 550 nm时液晶双折射率随电压变化的关系曲线。实验结果表明:当液晶盒两端加1 V电压时,入射光波长从1 310 nm到1 350 nm有一较稳定的高透射带;加2 V电压时,从1 520 nm到1 580 nm有一比较稳定的高透射带。     

ZLI－1565液晶纯相位调制特性的实验研究

本文简介了国内外向列相液晶相位调制特性的研究概况，对ＺＬＩ－１５６５型平行、扭曲型向列相液晶的相位调制特性进行了实验研究。结果表明平行式向列液晶相移量大、光强变化小，并利用这一特性，将相移技术引入到剪切电子散斑干涉术中，提高了检测精度；相移方法简单、可靠。用该系统进行应变场的测量实验，取得了满意的效果。     

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。     

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。