液晶衍射光栅模型研究

在液晶指向矢计算的基础上，本文得到了向列相液晶在电场下折射率分布和相位延迟。并在矩形光栅和正弦相位光栅的基础上，分析了液晶衍射光栅对入射光一级衍射情况及其衍射效率，得到了它的数学模型。     

液晶衍射光栅的理论分析

在液晶指向矢计算的基础上,得到了向列相液晶在电场下折射率分布和相位延迟。并在矩形光栅和正弦相位光栅的基础上,分析了液晶衍射光栅对入射光一级衍射情况及其衍射效率,得到了15°左右的衍射角,且衍射效率达到40%。     

体相位全息图

本专利阐述一种改变体相位全息图衍射效率的新技术。用液晶充入体相位全息图中的微小空隙,当液晶折射率为15.2,聚合物的折射率为1.56,全息图具有很低的衍射效     

基于全息聚合物液晶光栅的动态增益均衡器的设计与模拟

介绍了聚合物分散液晶(PDLC)材料及体全息光栅的特性,提出了基于全息聚合物液晶(H-PDLC)电控光栅多极串联式动态增益均衡器的设计。根据光栅的衍射特性计算公式,对全息聚合物液晶光栅在中心波长为1550 nm的波长选择特性进行模拟,并且进一步利用遗传算法模拟实现全息聚合物液晶动态光强增益均衡器的功能。计算模拟表明,选择合适的全息聚合物液晶光栅参量,能够使光栅在1550 nm为中心波长的衍射谱线半宽度达到10 nm。同时,采用基于全息聚合物液晶的动态光强增益均衡器,能够使掺饵光纤放大器在1530~1560 nm内,其自发辐射谱的不平坦度从3.3 dB降到0.1 dBp-p(峰-峰值)。     

全息光栅的可擦除存储性能研究

本文制备了高衍射效率的全息光栅,并对其进行了图像的可擦除存储性能研究。选用五官能度的二季戊四醇羟基五丙烯酸酯、二官能度的邻苯二甲酸二甘醇二丙烯酸酯以及向列相液晶TEB30A作为存储材料,将其置于全息干涉场中记录图像;采用He-Ne激光器实现图像的再现,并通过对全息光栅施加电场来改变光栅内液晶分子的取向,降低光栅的折射率调制度,从而使图像消失;最终得到了衍射效率为85.6%的全息光栅,通过He-Ne激光器实现了图像的再现,并在外加电场为50V时使图像基本消失,实现了图像的可擦除存储功能。     

基于飞秒激光直写的液晶面外区域定向技术及其应用

随着激光加工技术和液晶取向工艺的发展,一种新型的基于飞秒激光直写的液晶面外区域定向技术问世。基于飞秒多光子光聚合激光直写技术制备出由聚合物条带构成的微结构,将其制成液晶盒,并充入不同种类的液晶,即可实现电光开关、磁光开关、光场调控等功能。每条聚合物条带的侧壁上都分布有表面浮雕光栅结构,使得液晶在聚合物条带通道内的定向成为可能。该技术不仅使不同区域内的液晶实现了物理隔离,还可以使液晶和聚合物实现完全的相分离。该技术快捷简单,在可调谐衍射光栅的实现、特殊光场的产生、光子晶体中的光场调控等方面具有重要的应用价值。     

液晶分子取向对液晶/聚合物光栅电光特性以及激光出射特性的影响

报道了液晶分子不同取向对液晶/聚合物光栅电光特性以及激光出射的影响。通过扫描电子显微镜观察液晶/聚合物光栅的截面,成功观察到了光栅的体光栅结构。液晶分子垂直光栅矢量排列时,由于光栅形貌变差,衍射效率由液晶分子沿光栅矢量排列时的83.2%降低至72%,同时散射损耗由11.8%增加至19.1%。液晶分子垂直光栅矢量时,液晶/聚合物光栅的调谐电场由液晶分子沿光栅矢量时的13.6V/μm下降至3.1V/μm。液晶沿光栅矢量排列时,激光出射阈值更低,为利于激光出射的方向。本文工作为进一步加深对液晶/聚合物光栅以及染料掺杂分布式反馈选频的理解和认识,提供了指导和借鉴。     

液晶相位光栅大屏幕投影

现已发现一种新型液晶盒工作模式，这就是液晶相位光栅模式，它是将空间周期电场加到介电和光学各向异性的均匀排列液晶层上而形成的。本文介绍了一种液晶相位光栅大屏幕投影系统，讨论了液晶相位光栅的基本衍射特性。     

C60掺杂垂直排列向列相液晶中光束脉冲现象的研究

利用二波耦合实验研究了C60掺杂垂直排列向列相液晶(5CB)中全息光栅衍射信号的脉冲现象,实验发现没有相干光预照与有相干光预照的样品的衍射信号表现出不同的脉冲现象。折射率光栅瞬间增强产生的脉冲要比折射率光栅瞬间减弱时产生的脉冲显著得多。为了解释实验中观察到的这种现象,给出了液晶分子取向力矩平衡方程。     

基于琼斯矩阵的液晶偏振光栅扭曲角及厚度的测量方法

液晶偏振光栅是一种基于几何相位原理的新型光栅器件,可以通过调控液晶光轴的空间分布来实现对入射光相位、偏振态等的调制.传统的液晶偏振光栅在正入射及波段范围较小时可以达到很高的衍射效率,但其在宽波段范围内难以保持很高的衍射效率,大角度入射时衍射效率下降明显.多层扭曲结构的提出使这些问题可以得到解决,但引入了新的问题,如何精...     

含氟单体材料对全息聚合物分散液晶Bragg光栅电光特性的影响

在全息聚合物分散液晶的预聚物体系中添加含氟的单丙烯酸酯单体,制备全息聚合物分散液晶Bragg光栅,通过AFM、He-Ne激光器观察分析,发现甲基丙烯酸十二氟庚酯(Actyflon-G04)的添加不仅改善聚合物基质的形貌,同时也影响光栅的电光特性。实验结果表明,光栅的衍射效率从78%上升到90%,驱动电压V90大幅降低。分析认为,Actyflon-G04的添加降低了聚合物界面的表面张力,影响液晶微滴的分子取向,从而实现了光栅电光特性的改善。     

全息液晶/聚合物光栅的制备

将具有光敏特性的预聚物与向列相液晶按一定比例混合，以Ar^ 激光器为光源，使混合物在激光干涉光场的引发下发生光化学反应，从而导致液晶与预聚物发生相分离，形成全息液晶／聚合物相位光栅。采用光学显微镜和He-Ne激光器对所制样品进行测试，结果表明，当液晶含量在30％－45％范围时，所制样品具有较好的栅结构，其衍射效率具有电场可调性。     

影响聚合物分散液晶体全息光栅衍射效率因素的分析

介绍了全息聚合物分散液晶 (H PDLC)体全息光栅形成机理。从理论上分析了衍射效率、折射率调制幅度以及散射对衍射特性的影响。通过实验研究了聚合物分散液晶 (PDLC)微观结构及PDLC材料配方、曝光时间、空间频率、膜层厚度以及外加电压等影响H PDLC光栅衍射效率的主要原因。实验研究表明 ,材料配方是影响最大的因素。较小的膜层厚度、较小的光束夹角和较短的曝光聚合固化时间有利于衍射效率的提高。在光束夹角为17° ,PDLC膜厚为 10 μm ,4 4 1 6nm激光功率 5 0mW ,曝光时间约 30s的情况下 ,利用改进的PDLC配方制作了衍射效率为 90 %的体全息光栅     

非等光强正交圆偏振光对液晶偏振光栅衍射特性的影响

在实际的制备过程中,不可避免地存在非等光强正交圆偏振光制备液晶偏振光栅的情况。为了探究这种情况对制备出的液晶偏振光栅的衍射特性有何影响,本文首次从理论上,利用琼斯矩阵法推导计算出该情况下液晶偏振光栅的衍射特性。首先,计算出两束非等光强正交圆偏振光叠加后的偏振态分布。其次,利用斯托克斯参数表征叠加光场对光控取向膜的折射率响应矩阵。最后,以该响应矩阵为基础,求得液晶偏振光栅的2×2琼斯矩阵。结果表明,非等光强正交圆偏光制备的液晶偏振光栅理论上可以实现0级和1级的光强分布同时受液晶盒盒厚和入射光偏振态的调制,实现0级或±1当中任意级次衍射效率可达100%。在非等光强正交圆偏振光情况下,制备出的液晶偏振光栅依然具有良好的光学特性。     

表面起伏对体积相位全息光栅衍射效率的影响

从理论上分析了重铬酸盐明胶经过全息曝光制作而成的体积相位全息光栅产生表面起伏时光栅介质层介电常数的变化。严格分析了体积相位全息光栅有表面起伏时所形成的既有折射率调制，又有浮雕调制的复合型光栅的衍射特性，并编制程序进行了计算。为了证明程序的正确性，还用所编制的程序计算了一种已知衍射效率光栅的衍射效率。并得到了满意的结果。进而分析了表面起伏、光栅介质层厚度、折射率调制度对体积相位全息光栅衍射效率的影响，并且对它们所产生的影响进行了比较，得出了在获得较大＋1级透射率的情况下，表面起伏、光栅介质层厚度、折射率调制度的误差容限，这对体积相位全息光栅的制作有一定的指导意义。     

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。     

应变液晶研究进展

近年来在聚合物分散液晶与聚合物网络液晶研究中发现的应变液晶（stressed liquid crystal,SLC）引起国外研究者的极大兴趣。鉴于国内还缺乏相关研究的报导,本文综述了应变液晶之剪切液晶、拉伸液晶及压缩液晶的概念、基本理论和独特电光特性;并分别介绍了其在快速转换装置、大相位调制材料、空间光调制器、大孔径液晶透镜及棱镜、以及可调光栅等方面应用的研究进展以及可能在微显示、光学衍射元件和分光器件上的应用。     

折射率相位调制型全息图的衍射

首先推出折射率相位调制型全息光栅的衍射方程,由此说明衍射效率主要取决于调制折射率,且各级衍射光的衍射效率不同是多种原因造成的。并指出体积光栅效应对透射全息衍射效率是有贡献的,讨论了影响散射物体全息衍射效率的问题,最后指出在一般情况下,调制折射率是一个很小的量,化学处理对它起着关键性的作用。     

激励态向列微滴散射理论的修正及其参量拟合

用反常衍射(ADA)理论与实验数据优化拟合方法分析了聚合物分散液晶(PDLC)微滴在633nm激光照射下的散射特性与微滴尺寸、聚合物折射率的关系。在聚合物分散液晶中除了液晶微滴本身的散射以外，还有例如界面散射、杂质散射、材料折射率不均匀等附加散射因子，考虑这些因素以后对反常衍射散射理论进行了修正，提出用参量拟合来测量聚合物分散液晶中聚合物折射率、微滴半径以及液晶体积百分数等参量的方法。测量了微滴的直径在2μm左右聚合物分散液晶的参量。结果表明，对聚合物分散液晶聚合物折射率的误差在5％以内，而对液晶体积分数的测试误差较大，达到10％左右。     

衍射法快速线性化液晶空间调制器的相位调制关系

纯相位型液晶空间光调制器是应用较广的高精度光学仪器。使用Holoeye产家推荐的双孔干涉测量法可使16阶闪耀光栅的1级光衍射效率达到80%。但需要滤波、准直、扩束等细致工作,耗时较长。运用二进制相位光栅衍射法可以简化修正过程。实验中每隔10个灰度值测一个点,利用Matlab做线性内插扩展到255灰度。使16阶闪耀光栅和二进制光栅的1级光衍射效率最终达到产家目录给出的83%和40%。修正结果证明5-5序列配置的Holoeye Pluto的液晶光阀在平均调制相位稳定的基础上,衍射法校正相位调制特性不受闪烁影响,且简单可行。