液晶聚合物是一種可以聚合的液晶材料,且在聚合之后仍能保持聚合前的分子指向矢分布。通過光控取向技術(shù),可以制備具有特定光學(xué)功能的聚合物薄膜。利用液晶聚合物薄膜的可疊層與可重復(fù)粘貼性,我們提出了一種可重構(gòu)的構(gòu)建集成光路策略。其不但擁有自由光路器件任意搭配獨立調(diào)諧的優(yōu)點,且擁有與芯片集成光學(xué)器件相當?shù)某叽绾腕w積。基于分步曝光系統(tǒng),我們制備了具有特定空間指向矢分布的液晶q波片與均勻配向的液晶聚合物1/4波片。利用該策略,我們串聯(lián)了兩個液晶q波片與一個1/4波片,成功產(chǎn)生了多種矢量渦旋光束,并且實現(xiàn)了對其渦旋拓撲荷與偏振級次的獨立操控�；谠摬呗赃�可以實現(xiàn)諸如:艾里渦旋光、光束陣列、高階矢量光束等各種復(fù)雜光場。同時,液晶聚合物功能薄膜具有柔性,使其可以覆蓋在如透鏡、物鏡等有曲面的常規(guī)光學(xué)元件上。該策略提供了一種低成本、多用途的技術(shù),能夠有效減小自由光路系統(tǒng)的體積同時保持其調(diào)節(jié)自由度。該策略可在光通信,AR/VR顯示與光學(xué)運算等方面發(fā)揮廣泛的作用。 

【文章來源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．４基本類型的液晶結(jié)構(gòu)［６（）］??

或者少量手性化合物摻雜到向列相液晶中迫使液晶層以相對于彼此的一個小的??角度旋轉(zhuǎn)。在一定數(shù)量的層之后，再現(xiàn)分子的原始指向。這樣就形成了具有螺距??Ｐ的扭曲的螺旋狀超分子結(jié)構(gòu)（圖１．６ａ，ｂ）。??Ｐ?＝?Ｉｋ?—?（１．１）??ａ??這就是為什么膽甾相通常被稱為扭曲向列相的原因。膽甾相的這種結(jié)構(gòu)產(chǎn)生??了獨特的光學(xué)特性。??５??

當在兩塊蓋玻片（在所謂的液晶盒中）之間放置一層薄薄的液晶時，形成平??面結(jié)構(gòu)；這意味著螺旋軸垂直于玻璃平面，并且分子的長軸相互平行并且平行于??液晶盒的表面（圖１．６?ｃ）。這種膽留相的周期性螺旋結(jié)構(gòu)解釋了它們獨特的行為，??即入射光的選擇性反射。當反射角度固定時，只有一種波長的光滿足干涉條件；??那么，膽甾相液晶層（或膜）似乎被這種特定的顏色著色；換句話說，對于入射??光發(fā)生的選擇性光反射現(xiàn)象，其中心波長Ｕｍａｘ）與螺距Ｐ有關(guān)：??＾?＝＂Ｐ?（１２）??在這里，萬是膽甾相液晶的平均折射率。螺距取決于許多因素，例如膽甾相??液晶的化學(xué)性質(zhì)，手性部分（基團或摻雜劑）的濃度和幾何形狀。值得注意的是??選擇性反射的光的光譜區(qū)域（最大）可以在從ＵＶ到ＩＲ區(qū)域的廣泛范圍內(nèi)變化。??手性摻雜物的主要特征是其扭曲力（Ａ），其由下式定義，??＝?（１．３）??ｄｘ?ｌ?ｄｘ?）ｘ＾ｏ??其中Ｘ是手性摻雜劑的濃度。??Ｐ的值主要由摻雜分子的幾何形狀控制：手性基團的不對稱性越大，Ｐ的值??越高

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Arbitrary and reconfigurable optical vortex generation:a high-efficiency technique using director-varying liquid crystal fork gratings[J]. Peng Chen,Bing-Yan Wei,Wei Ji,Shi-Jun Ge,Wei Hu,Fei Xu,Vladimir Chigrinov,Yan-Qing Lu.  Photonics Research. 2015(04)



本文編號：3456560