液晶材料的光学测试和光学应用是液晶物理的主要研究手段和应用领域。所以液晶的光学研究方法也是随着液晶学科研究的逐步深入而不断发展, 并反过来又推动液晶这一诱人学科进入更加色彩绚丽的胜景。本综述主要是以液晶这一学科发展的历史纵向为轴线, 介绍和评述了在液晶研究领域中, 诸多常规的以单体晶体光学为基础的光学研究方法、原理、应用以及液晶物理研究中的局限和错误。考虑大多实际测试和应用中液晶材料是锚泊和局限在液晶盒中, 本综述着重介绍了以多层各向同性-各向异性介质薄膜系统为基础的液晶光学研究方法, 以正确地描述液晶(盒)的光学测试和响应。其中, 以现代光学为基础发展起来的光导波技术、光学表面波技术及它们之间的相互作用及耦合影响、液晶材料对其调制及应用等等, 都作了较为详细地介绍和比较。近年刚刚开拓发展的, 作为有机各向异性材料的液晶与无机各向异性材料的异型金属纳米颗粒的有序混合物, 在液晶(盒)器件中的表现及应用前景和对于光学测试及表征的的挑战, 也加以介绍和讨论。

本文利用衰减全反射技术,采用棱镜-折射率匹配液-银膜-半导体掺杂玻璃结构,首次用非线性长程表面波实现了光学双稳态现象。所得到的反射率对入射光功率的曲线具有明显的滞后回线的形式。

利用长程表面等离子激元的非线性色散关系测出了半导体掺杂玻璃的非线性热致折射系数.该方法不但可测出非线性热致折射系数的大小和正负,而且还具有较高的精度.

在钛扩散LiNbO3平面光波导中,用端面耦合方法实现了相向传播光脉冲的非简并四波混频效应。实验发现,倍频光以一定的发散角沿垂直于波导表面的方向传播,而发散的机理可用夫琅和费衍射理论解释。

用棱镜耦合法在质子交换LiNbO3平面光波导两端激发相对传播的光导波,在导波交迭处观察到垂直于波导表面出射的倍频光,实现了非简并四波混频.

本文结出了描述光纤中受激喇曼散射过程的方程,通过对这些方程的讨论,得到了在稳态受激喇曼散射过程中可以存在弧波解的结论.这一理论可用于超短脉冲的产生.

本文给出了光源频谱是洛仑兹分布的高斯脉冲,在单模光纤中传输时因一阶色散而展宽的近似理论.得到了在光纤中传输的脉冲光功率的系综平均值和输出脉冲宽度的均方根值的近似解析公式.数值分析的结果表明,所给出的公式与数值解的最大偏差小于5%.

本文应用半径典理论、密度矩阵方法和探索场中二能级系统的能级斯塔克(Stark)分裂。指出与无弛豫效应相比较,弛予效应不仅改变了由光学斯塔克效应所产生的分裂能级的权重、展宽了这些能级,而且还出现新的分裂能级。

用角度扫描衰减全反射方法(ATR),激励金属和两种介质界面处的表面等离子激元波(SPW)通过这些表面等离子激元波和介质折射率的关系同时确定了金属薄膜的厚度和光学常数.实验结果和理论分析相符.

本文采用四层介质平板波导的模型,首先用电磁理论导出了非对称弯曲平板波导的特征方程,然后应用微扰技术求出了非对称平板波导的弯曲损耗系数.数值计算的结果表明,本文所得公式具有较高的精确度.