液晶偏振光柵是由液晶分子排列成180°扇柱形的周期性納米結(jié)構(gòu)器件,能夠?qū)θ肷涔馐┘幽骋唤孛嬷睆椒较蛏系倪B續(xù)變化位相使光束發(fā)生一級(jí)衍射而偏轉(zhuǎn),當(dāng)光波長(zhǎng)確定時(shí),光柵周期越小,光束偏轉(zhuǎn)角越大。理論預(yù)言光束可以100%出射在+1級(jí)或-1級(jí)衍射級(jí)次上,且偏轉(zhuǎn)角范圍可達(dá)到±40°。相比于其他非機(jī)械式光偏轉(zhuǎn)技術(shù),具有體積小、重量輕、偏振選擇性的特點(diǎn),在激光通信、遙感監(jiān)測(cè)、VR與AR穿戴設(shè)備等領(lǐng)域中有著應(yīng)用潛力巨大。目前的問題是液晶偏振光柵的周期難于做到小于2微米,故對(duì)于可見光波段的光束偏轉(zhuǎn)角一般難于超過15°,而很多應(yīng)用場(chǎng)合要求光束偏轉(zhuǎn)范圍要超過20°,另外對(duì)于1550nm常用光通訊波長(zhǎng),小周期液晶偏振光柵的偏轉(zhuǎn)光束能量效率又太低,致使應(yīng)用受限,而具體工藝國(guó)際上尚未報(bào)導(dǎo),其光場(chǎng)衍射特性也不清楚。本論文針對(duì)以上問題展開了研究。對(duì)取向液晶的光控取向膜材料進(jìn)行性能比對(duì),以光控取向膜中光反應(yīng)基本完畢為基準(zhǔn),得到最佳曝光時(shí)間,再以光反應(yīng)總量為基準(zhǔn)判斷取向膜的錨定能力。發(fā)現(xiàn)OPA51國(guó)產(chǎn)材料相對(duì)一直使用的ROP進(jìn)口材料來說曝光時(shí)間可以從18分鐘減少到7分鐘,并在液晶偏振光柵制備實(shí)驗(yàn)中證實(shí)OPA51光控取向膜具...

【文章頁數(shù)】：146 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 液晶偏振光柵的工作原理
    1.3 幾何相位的理論
    1.4 幾何相位元件
    1.5 液晶偏振光柵的國(guó)內(nèi)外進(jìn)展
        1.5.1 液晶偏振光柵幾何相位的瓊斯矩陣表達(dá)
        1.5.2 液晶偏振光柵的國(guó)內(nèi)外進(jìn)展及應(yīng)用
    1.6 本論文的主要內(nèi)容
第2章 液晶偏振光柵的制備光路設(shè)計(jì)及光控取向特性分析
    2.1 圓偏振光的偏振全息
    2.2 液晶偏振光柵的制備光路分析
        2.2.1 傳統(tǒng)的液晶偏振光柵的制備光路
        2.2.2 邁克爾遜干涉式制備光路
        2.2.3 其他方法制備液晶偏振光柵
        2.2.4 馬赫曾德式液晶偏振光柵制備光路
        2.2.5 馬赫曾德干涉式制備光柵遇到的問題
    2.3 液晶偏振光柵的光控取向特性研究分析
        2.3.1 液晶以及液晶分子的排列方法
        2.3.2 液晶光控取向的原理
        2.3.3 縮短光控取向曝光時(shí)間的研究
    2.4 OPA51 光控取向膜制備的液晶偏振光柵
    2.5 疊加光場(chǎng)的穩(wěn)定性改善
    2.6 非等光強(qiáng)下疊加光場(chǎng)以及光控取向特性分析
        2.6.1 非等光強(qiáng)下的疊加光場(chǎng)
        2.6.2 不同橢偏度的光場(chǎng)的光控取向特性
    2.7 本章小結(jié)
第3章 被動(dòng)式液晶偏振光柵臨界厚度的研究
    3.1 偏振光柵的分類及其制備工藝
    3.2 液晶偏振光柵的臨界厚度
        3.2.1 液晶偏振光柵的連續(xù)彈性體理論與主動(dòng)式液晶偏振光柵的臨界厚度
        3.2.2 被動(dòng)式液晶偏振光柵臨界厚度
        3.2.3 被動(dòng)式液晶偏振光柵臨界厚度的測(cè)量
    3.3 本章小結(jié)
第4章 大偏轉(zhuǎn)角的液晶偏振光柵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.1 具有大偏轉(zhuǎn)角反射式液晶偏振光柵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        4.1.1 大偏轉(zhuǎn)角反射式液晶偏振光柵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.1.2 反射式復(fù)合型液晶偏振光柵的制備
    4.2 液晶偏振光柵理論模型的建立以及液晶偏振光柵光學(xué)特性的模擬
    4.3 復(fù)合型波片液晶偏振光柵的制備
    4.4 液晶偏振光柵的極限光束偏轉(zhuǎn)角分析
        4.4.1 液晶偏振光柵級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號(hào)：3836069