手性液晶旋光效應(yīng)的熱光與電光特征研究與驗(yàn)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(chǎng)控制液晶指向矢的偏轉(zhuǎn)，使入射光波通過(guò)器件的相位調(diào)制后獲得周期性相位延遲分布，從而實(shí)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(cè)、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(wú)機(jī)械損耗等優(yōu)點(diǎn)。液晶相控技術(shù)的實(shí)質(zhì)是電壓對(duì)于相位延遲的作用，若相位延遲能通過(guò)旋光效應(yīng)獲得，從而可依靠旋光效應(yīng)實(shí)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(duì)旋光的理論計(jì)算、電光和熱光特性進(jìn)行研究，主要過(guò)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(jì)算的基礎(chǔ)，用差分迭代法計(jì)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(chǎng)，以廣義瓊斯矩陣為工具對(duì)透射光場(chǎng)進(jìn)行分析得到旋光角度的數(shù)值解。通過(guò)對(duì)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(cè)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(jì)算旋光角。
　　2.提出一種使光通過(guò)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(chǎng)控制旋光來(lái)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(duì)電場(chǎng)下的旋光效應(yīng)進(jìn)行測(cè)量，分別對(duì)不同頻率交流電和直流電下的旋光變化進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量和分析，并對(duì)直流電壓下手性液晶的反射光譜進(jìn)行

4、測(cè)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(duì)手性液晶的旋光角度進(jìn)行控制，實(shí)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(duì)手性液晶旋光效應(yīng)的熱敏特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。通過(guò)旋光儀對(duì)螺距為250~310nm手性液晶的旋光角進(jìn)行測(cè)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