本文關(guān)鍵詞：特種液晶及其光場調(diào)控器件

  更多相關(guān)文章： 液晶 雙穩(wěn)態(tài)顯示 渦旋光束 光控取向 光束整形

【摘要】：液晶因優(yōu)異的電光特性在信息顯示和非顯示領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,其光學(xué)各向異性覆蓋了廣闊的波段,相關(guān)的研究也逐漸由可見拓展到了紅外甚至太赫茲波段。通過改變外場條件或利用取向技術(shù)獲得設(shè)計的液晶分子的指向矢分布,可對入射光波的各種參數(shù)如強度、偏振、位相和波前等進行微區(qū)控制,實現(xiàn)光場的局域調(diào)控。本論文主要介紹了兩種基于液晶的光場調(diào)控器件,分別實現(xiàn)了對光強和位相的控制,可在雙穩(wěn)態(tài)顯示及光束整形領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。摻雜有離子的近晶A相液晶在不同頻率電場下具有兩個穩(wěn)態(tài),分別是垂直排列的透過態(tài)和隨機焦錐排列的散射態(tài)。該雙穩(wěn)態(tài)顯示只需要加電來切換狀態(tài),兩個穩(wěn)態(tài)的保持無需電壓的持續(xù)施加,相較于傳統(tǒng)的顯示方法大大節(jié)省了電能,可以應(yīng)用在不需要頻繁更換畫面的顯示領(lǐng)域如電子標(biāo)簽、電子書等等。傳統(tǒng)的近晶A相材料雖然穩(wěn)定性好、可靠性高,但是光學(xué)對比度低、驅(qū)動電壓高,使得器件顯示效果和使用壽命受到限制。我們設(shè)計了兩種新型的近晶A相液晶混合物,用異硫氰基團取代了傳統(tǒng)材料中的氰基團,在異硫氰基取代苯環(huán)端鏈的3,5位引入了兩個氟基團,并引入了4-異硫氰基苯基吡啶衍生物。這種分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計增大了液晶材料的雙折射率,拓寬了近晶相溫寬范圍,降低了材料的粘度。通過電光性能測試可知,利用這兩種材料的器件在透過態(tài)和散射態(tài)的雙向轉(zhuǎn)變中,閾值電壓降低,響應(yīng)速度變快,且兩種狀態(tài)的光學(xué)對比度大大提高。渦旋光束是具有螺旋型波前并攜帶有軌道角動量的特殊光場,在寬波段光學(xué)通信、量子信息、光鑷等領(lǐng)域有著十分重要的應(yīng)用。有很多的方法可以產(chǎn)生渦旋光束,但是如何擁有一種兼具有光束質(zhì)量高、效率高、制作成本低、可調(diào)節(jié)且無光束偏折等優(yōu)點的產(chǎn)生方式一直是研究的熱點問題。q波片,一種液晶分子指向矢方向在空間周期漸變的半波片,擁有上述所有優(yōu)點。當(dāng)圓偏振高斯光入射該波片時,出射光偏振完全翻轉(zhuǎn)并產(chǎn)生拓撲荷數(shù)為2q的渦旋光束。q波片實現(xiàn)了光子自旋角動量和軌道角動量的耦合,但傳統(tǒng)的q波片只能產(chǎn)生單一拓撲荷數(shù)的整數(shù)階渦旋光場。在此基礎(chǔ)上我們提出了meta-q-plate的概念,使得q及液晶初始指向矢角度在空間極坐標(biāo)內(nèi)沿角向和徑向可任意變化,進一步提高了光束整形的能力。我們利用動態(tài)無掩模光刻系統(tǒng)和基于偏振敏感取向材料的光控取向技術(shù)實現(xiàn)了多種液晶meta-q-plate的制備,產(chǎn)生了橢圓形、非對稱形、多環(huán)和旋風(fēng)狀等多種復(fù)雜的渦旋光場,實現(xiàn)了對波前點對點的控制。同時,我們也對旋風(fēng)狀渦旋光束的形成進行了理論的模擬和實驗的探究。這種設(shè)計大大增強了對光場進行調(diào)控的靈活性。
【關(guān)鍵詞】：液晶 雙穩(wěn)態(tài)顯示 渦旋光束 光控取向 光束整形
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O753.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 液晶技術(shù)簡介11-17
• 1.1.1 液晶的結(jié)構(gòu)與基本性質(zhì)11-14
• 1.1.2 液晶的取向技術(shù)14-17
• 1.2 論文研究目的及內(nèi)容17-18
• 參考文獻18-20
• 第二章 近晶A相雙穩(wěn)態(tài)顯示材料及器件20-45
• 2.1 雙穩(wěn)態(tài)顯示技術(shù)20-29
• 2.2 近晶A相雙穩(wěn)態(tài)顯示29-42
• 2.2.1 近晶A相雙穩(wěn)態(tài)顯示的研究現(xiàn)狀29-32
• 2.2.2 雙穩(wěn)態(tài)近晶A相材料的設(shè)計32-34
• 2.2.3 雙穩(wěn)態(tài)近晶A相材料的性能測試34-42
• 2.3 本章討論與小結(jié)42-43
• 參考文獻43-45
• 第三章 一種用于產(chǎn)生渦旋光束的液晶q波片45-74
• 3.1 渦旋光束簡介及產(chǎn)生45-52
• 3.2 液晶q波片的設(shè)計及制作52-61
• 3.2.1 液晶q波片結(jié)構(gòu)及應(yīng)用52-57
• 3.2.2 傳統(tǒng)制作方法57-59
• 3.2.3 多步重復(fù)曝光制作新型的液晶q波片59-61
• 3.3 液晶q波片性能表征61-69
• 3.3.1 幾種新型的液晶q波片62-66
• 3.3.2 旋風(fēng)狀渦旋光束的模擬與探討66-69
• 3.4 本章討論與小結(jié)69-70
• 參考文獻70-74
• 第四章 總結(jié)與展望74-78
• 4.1 總結(jié)74-75
• 4.2 展望75-77
• 參考文獻77-78
• 攻讀碩士期間學(xué)術(shù)成果78-79
• 致謝79-81

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 汪朝陽;液晶材料[J];化工時刊;2002年11期

2 ;我國新型高分子液晶材料研發(fā)獲得重大突破[J];發(fā)明與創(chuàng)新;2003年11期

3 宋靜;;液晶材料專業(yè)實驗建設(shè)探索[J];吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報;2013年03期

4 王良御;;電子計算器用的液晶材料[J];化學(xué)試劑;1981年03期

5 戴長飛;;使用溫度可超過200℃的液晶材料[J];精細化工信息;1986年11期

6 苗村省平;低壓驅(qū)動液晶顯示器用的高穩(wěn)定性液晶材料[J];現(xiàn)代顯示;1997年02期

7 謝東;;液晶和液晶材料[J];科技潮;1998年11期

8 馮凱,安忠維;液晶材料電阻率測試方法研究[J];液晶與顯示;2000年02期

9 杭德余,裘靈光,葉昆元,章于川,黃梅;我國顯示用液晶材料的研究進展[J];安徽化工;2001年04期

10 陳兵,徐壽頤;大光學(xué)各向異性液晶材料[J];化學(xué)世界;2002年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 唐洪;;液晶材料的研究進展[A];全面建設(shè)小康社會：中國科技工作者的歷史責(zé)任——中國科協(xié)2003年學(xué)術(shù)年會論文集（上）[C];2003年

2 詹茂盛;李曉東;王凱;;∧形液晶材料的研究進展[A];2012年全國高分子材料科學(xué)與工程研討會學(xué)術(shù)論文集（上冊）[C];2012年

3 楊槐;王玲;;面向節(jié)能的功能性液晶材料的研究[A];2012年兩岸三地高分子液晶態(tài)與超分子有序結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)研討會（暨第十二屆全國高分子液晶態(tài)與超分子有序結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)論文報告）會議論文集[C];2012年

4 李文;張靜;周明軍;王珊;吳立新;;含多金屬氧簇的新型雜化液晶材料[A];2010年兩岸三地高分子液晶態(tài)與超分子有序結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)研討會（暨第十一次全國高分子液晶態(tài)與超分子有序結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)論文報告會）會議論文集[C];2010年

5 李文;尹升燕;王金鳳;吳立新;;無機／有機雜化液晶材料的制備與表征[A];2008年兩岸三地高分子液晶態(tài)與超分子有序結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)研討會暨第十次全國高分子液晶態(tài)與超分子有序結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)論文報告會論文集[C];2008年

6 任延志;趙英英;李鐵津;王哲;;一種新型的兩親性液晶材料:含有萘—偶氮—蒽醌的聚馬來酸單酯[A];首屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];1992年

7 楊槐;;液晶材料的分子結(jié)構(gòu)與其光電性能之間的關(guān)系[A];2013年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集——主題F：功能高分子[C];2013年

8 張靜;李文;吳立新;;手性季銨鹽包埋的多金屬氧簇復(fù)合物及其液晶行為[A];2012年兩岸三地高分子液晶態(tài)與超分子有序結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)研討會（暨第十二屆全國高分子液晶態(tài)與超分子有序結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)論文報告）會議論文集[C];2012年

9 郭金寶;吳昊;魏杰;楊槐;;基于聚合物穩(wěn)定液晶的雙旋向圓偏振薄膜的研究[A];2009年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集（下冊）[C];2009年

10 董曉明;魏杰;焦楊;;光二聚液晶材料性能的研究[A];2008非銀鹽影像技術(shù)及材料發(fā)展與應(yīng)用學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2008年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 范玉蕾;做中國液晶材料行業(yè)“領(lǐng)跑者”[N];石家莊日報;2007年

2 清華大學(xué)化學(xué)系教授 梁曉;中國液晶材料業(yè)面臨洗牌 加快創(chuàng)新整合是關(guān)鍵[N];中國電子報;2009年

3 王蕾;國內(nèi)最大液晶材料研究中心落戶南京[N];中國工業(yè)報;2010年

4 丁常英;新型液晶材料研究取得突破性進展[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報;2005年

5 記者 丁常英;新型液晶材料研究取得突破[N];石家莊日報;2005年

6 記者 陳炳欣 北京;智索在臺投資設(shè)廠 擴大液晶原料產(chǎn)能[N];電子資訊時報;2006年

7 本報記者 魏瀟;省校合作 突出創(chuàng)新[N];河北經(jīng)濟日報;2006年

8 記者　丁常英;永生華清液晶公司由小變大嘗到甜頭[N];石家莊日報;2006年

9 樊哲高;永生華清：液晶材料中國造[N];中國電子報;2008年

10 本報記者 馮曉偉;TFT混合液晶需求看漲 供應(yīng)國產(chǎn)化需過品質(zhì)關(guān)[N];中國電子報;2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙玉真;功能性液晶的設(shè)計合成及性能研究[D];燕山大學(xué);2015年

2 王磊;太赫茲大雙折射液晶材料與器件研究[D];南京大學(xué);2014年

3 李暉;電控液晶多譜成像關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2011年

4 王昕;液晶光調(diào)制器特性應(yīng)用與研究[D];復(fù)旦大學(xué);2006年

5 安慶大;中位-四-（對酰氧基苯基）卟啉液晶材料的制備、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)研究[D];大連理工大學(xué);2002年

6 劉超;提高液晶自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)校正速度的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機械與物理研究所）;2012年

7 陳敏智;液晶材料的結(jié)構(gòu)與動力學(xué)研究[D];南京大學(xué);2011年

8 劉艷玲;金屬納米膜和顆粒結(jié)構(gòu)對稀土離子摻雜液晶發(fā)光性質(zhì)的影響[D];南開大學(xué);2013年

9 才勇;液晶材料的混合配比和膽甾相液晶顯示的研究[D];中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所;2000年

10 閆石;液晶光控取向膜材料的研究[D];中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所;2001年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李群;含膽甾基元的聚碳酸酯液晶材料的合成與表征[D];東北大學(xué);2014年

2 孫婷;基于(-)-茨醇的液晶材料的合成及性能研究[D];東北大學(xué);2014年

3 韓魯娟;含薄荷基的手性液晶材料的合成及性能研究[D];東北大學(xué);2014年

4 季瑋;特種液晶及其光場調(diào)控器件[D];南京大學(xué);2016年

5 楊燕;新型偕氟烷基雙環(huán)己烷液晶材料的合成及性能評價[D];西安建筑科技大學(xué);2011年

6 劉志杰;聚酰亞胺液晶垂直取向劑的制備與表征[D];四川大學(xué);2007年

7 張麗紅;纖維素膽甾型液晶的制備及其性能[D];青島科技大學(xué);2012年

8 張磊;膽甾型液晶用于體溫精密測量的研究[D];天津大學(xué);2007年

9 張鳴;交變電場驅(qū)動下混沌液晶斑圖的時空相關(guān)性演化[D];北京郵電大學(xué);2010年

10 汪國冰;基于DSP的雙液晶偏振測量系統(tǒng)的研制[D];浙江大學(xué);2007年

，

本文編號：902875