偶氮染料掺杂液晶中分子重新取向对入射光方向依赖关系的机理研究

研究了发生在偶氮染料掺杂液晶中的光诱导重新取向问题，并解释增强因子与光入射方向存在依赖关系的物理机制。文章所用理论是建立在对偶氮染料光致异构化过程分析的基础上。对于这个特殊的系统而言，入射光方向的变化会改变系统的有序参数，进而影响到分子间的相互作用势能。为了描述顺式染料分子与液晶分子间的相互作用，利用有序参数与顺式染料分子数密度之间的关系，给出了梅尔-邵普势能与顺式染料分子数密度关系的具体表达式。从二能级耦合方程出发，得到了系统中增强因子的微观表达式并给出了掺R4偶氮染料的E63液晶样品增强因子对角度ψ的依赖图样。最后．给出了旋转扩散常数对增强因子η的影响。通过与已有实验的比较，验证了增强因子微观形式的有效性。     

用于液晶盒偶氮染料光致取向层的合成和性质

我们研究了可用于光致取向液晶(LCs)偶氮染料的合成和性质,提出了偶氮染料的结构与合成过程。偶氮染料光致取向完全是因为分子吸收振子垂直于UV光偏振方向的再取向。讨论了在偏振光场中,偶氮染料分子旋转扩散现象的定性模型。测量了波长为372nm时,偏振吸收光谱的有序参数S=-0.4(80%的最大绝对值Sm=-0.5)。对一个偶氮染料膜,利用在正常的正入射偏振光之后,紧跟一个斜入射的非偏振光两步曝光,可以获得温度稳定的5.3°预倾角。光致取向基片的方位角锚定能为Aφ≈10-4Jm-2,这与摩擦聚酰亚胺(PI)层的锚定能相同。我们发现,光致取向液晶盒的电压保持率甚至比摩擦PI层取向的还高,因此,偶氮染料完全可以用作有源矩阵液晶显示器的取向层。光致取向偶氮染料层的热稳定性很高,但UV稳定性需通过诸如聚合等来改良。于是,我们设想了一种新的基于聚合偶氮染料层的LCD取向技术。     

激光诱导向列相液晶分子重新取向的研究

用液晶分子运动的动力学方程,求出了激光诱导向列相液晶分子重新取向的取向角、折射率改变、阈值场强和上升时间的近似表达式。讨论了它们随液晶材料参数、激光强度和激光在液晶中传播方向的变化,进行了数值计算。给出了激光能诱导向列相液晶分子重新取向的必备条件,得到向列相液晶的各向异性是其分子重新的取向的根本原因。     

光场与掺杂向列相液晶薄膜相互作用的若干问题

从激光与掺杂液晶薄膜相互作用的角度，介绍了掺杂液晶非线性光学的多个不同侧面，阐述了光场诱导液晶分子指向矢的重新取向问题、偶氮物掺杂液晶超大光学非线性问题、以及掺杂液晶光限幅的研究现状和进展。     

液晶分子的光控取向

介绍了偏振紫外光诱导光聚物液晶取向的基本原理；对用于光控取向的取向层聚合物材料做了分类；把光控取向的取向机理从不同角度归纳为：体诱导和表面诱导、光聚合、光分解和光异构作用。     

掺杂染料的向列相液晶微粒材料的非线性光学研究

对布满液晶微粒的聚合物(PDLC)进行了简并四波混频及光学双稳态的研究,并在文中对相关的PDLC中的分子重取向和热效应的非线性光学效应进行了讨论.     

蒽醌彩色二向性液晶染料的合成及性能研究

以1,5-二羟基-4,8-二硝基蒽醌为原料,通过取代、加成转位、还原、磺化、脱磺等方法,改变α位和β位部分基团,合成了1,5-二羟基-4,8-二氨基-2-(对甲氧基苯基)蒽醌液晶二色性染料,探讨了合成的蒽醌类化合物的反应条件,得到有序参数S为0.66稳定性较高的二向性染料。

     

摩擦工序中液晶分子取向不良的主要原因分析和控制对策

分析液晶显示器生产工序中采用摩擦法产生的液晶分子取向不良的主要原因和控制对策。     

染料掺杂手性向列相液晶激光器的制备和研究

设计制作了PM597染料掺杂手性向列相液晶器件,研究了其激光辐射行为。混合激光染料PM597、手性剂S-811、向列相液晶TEB30A,制成平面态织构的手性向列相液晶激光器件。采用固体Nd：YAG倍频532nm波长激光作为抽运光,在光子禁带短波和长波边沿同时获得波长分别为571.1、615.5nm的激光输出。对于器件产生激光辐射的机理,采用光子态密度理论进行了分析,根据实际样品各成分的配比,模拟出态密度随波长的变化曲线。在器件中,光子禁带边沿处光子态密度最大,此处器件阈值较低,容易产生激光辐射。     

液晶光学器件的近红外激光损伤研究进展

液晶光学器件在激光聚变、光电对抗、激光雷达、激光通信等领域的应用面临着近红外高功率激光辐照失效的风险。在介绍液晶光学器件基本结构和基本工作原理的基础上,按照液晶光学器件的组成,依次对构成液晶光学器件的导电膜、取向膜、液晶材料,以及整体液晶光学器件在近红外激光辐照下的损伤特性及机制的研究进展进行了综述。     

分子双轴性与液晶向列相的最高过热温度

向列相(N)-各向同性相(I)相变为弱一级相变，其相变潜热大约比溶化的相变潜热小2个数量级。在这种弱一级相变附近焓随温度的变化表明：各向同性相最低过冷温度T^*、N-I相变温度TC和向列相最高过热温度T^**彼此十分接近。本文通过分子统计理论研究这一现象。形成单轴向列相的液晶分子并不具有D∞对称性。在分子场近似下和二粒子集团近似下，随分子双轴性参数增大，T^*／T^**增大并趋近于1。     

序电效应和电场对向列相液晶分子有序度的影响

液晶盒内分子的排列很容易受外场的影响，对向列相液晶盒施加足够大的电场，液晶分子排列和序参数都将随空间变化，序参数发生变化会有序电效应产生，要考虑序参数的变化我们选用朗道自由能展开式表示液晶的体自由能密度。本文讨论的是平行型液晶盒，利用差分法和计算机模拟计算得到了不同电场作用下向列相液晶分子指向矢和序参数随空间变化的图形规律．并讨论了序电效应和序电极化能对自由能密度的影响。     

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。     

自组装法制备新型液晶垂直取向膜

用硅烷偶联剂3-氨丙基-三乙氧基硅烷,通过自组装反应在石英基板表面制备了含有二苯乙炔基的自组装单层膜。用该自组装膜作为向列相液晶的取向层制成液晶器件,在偏光显微镜下观察,发现向列相液晶获得了均匀、稳定的垂直取向效果。热稳定性试验表明,用自组装方法制备的液晶垂直取向膜有良好的热稳定性,在250℃条件下取向仍可保持。     

宾主效应原理测试液晶分子电控倾角

液晶分子的预倾角测试技术对研究液晶器件电光特性十分重要,现有的晶体旋转法不适合测试20°￣70°之间的倾角,本文提出一种利用宾主效应原理测试液晶分子电控倾角的实验方法。推导出液晶盒中液晶分子倾角与透射光强的关系式,制备出加二色性染料液晶盒,对样品施加电场,观测液晶盒电光特性。对实验结果进行分析,认为该实验方法对于测试15°￣75°之间的液晶分子电控倾角具有一定的可行性。     

向列相液晶四波混频的若干问题

对向列相液晶四波混频进行了理论分析,总结了提高向列相液晶四波混频衍射效率的方法,评述了其相位共轭的研究现状和前景.     

电场诱导向列相液晶二阶线性光学效应

本文报道向列相液晶在电场诱导下以及经液晶池界面化学处理后，获得了垂直结构的体系的位相匹配且产生了二次谐波．首次测定该液晶的非线性系数张量的矩阵各分量，并给出诱导场强与谐波强度的关系．     

一种新型液晶垂直取向膜

采用离子沉积法在玻璃基板表面制备了十四烷基磺酸盐自组装膜,用带有该自组装膜的基板制成的液晶器件呈现出垂直取向效果。通过自组装反应过程分析,认为自组装膜表面的纵向沟纹引起了液晶的垂直排列。实验发现,当自组装膜烷烃碳链长度大于11个C原子就可获得垂直取向。这种取向膜制作过程简单、热稳定性好,非常有望应用于多畴垂直取向模式的液晶显示器。     

向列相液晶在自组装膜上取向的研究

通过在具有微米级沟槽(一个沟槽周期5μm)的玻璃基底上进行平面镀金,制备了具有相同沟槽周期的Au膜;并在Au膜上制备Cu2 修饰的巯基十一酸自组装敏感膜。向列相液晶5CB在Au膜基底上呈平行于Au膜沟槽的沿面排列;5CB在自组装敏感膜表面上的取向排列方式为垂直排列。通过检测甲基膦酸二甲酯时液晶织构的变化,表明5CB的取向排列方式由垂直排列转变为倾斜排列,并阐明了液晶型化学传感器的作用机理。首次证实以微米级沟槽状Au膜为基底制作的液晶型化学传感器可以用于检测目标化合物。