手性液晶旋光效應(yīng)的熱光與電光特征研究與驗證.pdf

1、傳統(tǒng)液晶光學(xué)相控陣是基于液晶電控雙折射效應(yīng)和閃耀光柵原理，使用電場控制液晶指向矢的偏轉(zhuǎn)，使入射光波通過器件的相位調(diào)制后獲得周期性相位延遲分布，從而實現(xiàn)光束的偏轉(zhuǎn)、聚焦、掃描和波前校正的相控陣列，以達(dá)到激光跟蹤和探測、投影顯示、光尋址等目的，與其它相控器件相比具有分辨率高、可編程、精度高、無機械損耗等優(yōu)點。液晶相控技術(shù)的實質(zhì)是電壓對于相位延遲的作用，若相位延遲能通過旋光效應(yīng)獲得，從而可依靠旋光效應(yīng)實現(xiàn)相控陣技術(shù)。
　　本論文提出了利

2、用1/4波片將手性液晶的旋光效應(yīng)轉(zhuǎn)換為相位延遲的方法以應(yīng)用于液晶相控技術(shù)中，并針這一方法對旋光的理論計算、電光和熱光特性進(jìn)行研究，主要過程及結(jié)果如下：
　　1.以液晶的連續(xù)彈性體理論作為指向矢計算的基礎(chǔ)，用差分迭代法計算得到了手性液晶的指向矢分布，將指向矢結(jié)果用于斜入射光波在液晶相中傳播的Berreman4×4矩陣法中求得出射光場，以廣義瓊斯矩陣為工具對透射光場進(jìn)行分析得到旋光角度的數(shù)值解。通過對垂直和斜入射情況下旋光角隨螺距、盒

3、厚、入射角變化曲線的測量結(jié)果與數(shù)值解比較得出：結(jié)合液晶指向矢的差分迭代法和Berreman4×4矩陣法可以準(zhǔn)確計算旋光角。
　　2.提出一種使光通過1/4波片-手性液晶-1/4波片系統(tǒng)，利用手性液晶的旋光效應(yīng)使入射光產(chǎn)生相位延遲的方法，在此基礎(chǔ)上使用電場控制旋光來進(jìn)行電控相位延遲，以應(yīng)用于液晶相陣控技術(shù)中。并對電場下的旋光效應(yīng)進(jìn)行測量，分別對不同頻率交流電和直流電下的旋光變化進(jìn)行實驗測量和分析，并對直流電壓下手性液晶的反射光譜進(jìn)行

4、測量以得到可改變旋光的電壓值，結(jié)果表明，負(fù)性手性液晶于HAN型（∥/⊥取向）液晶盒模式下，其旋光角度可隨直流電壓變化，因此可以使用直流電壓對手性液晶的旋光角度進(jìn)行控制，實現(xiàn)相位延遲的電壓調(diào)制。
　　3.為了探索旋光效應(yīng)的溫度特性，對手性液晶旋光效應(yīng)的熱敏特性進(jìn)行了實驗探究。通過旋光儀對螺距為250~310nm手性液晶的旋光角進(jìn)行測量，結(jié)果表明，不同螺距下，手性液晶的旋光角隨溫度表現(xiàn)出不同程度的變化，每種螺距下旋光角隨溫度的變化明顯