防伪与伪造之间的矛盾日益加深，研发保密性强、安全性高、不可复制的防伪技术已成为社会与经济发展的迫切需求。在此背景下，液晶防伪技术因其性能优异、实用性高、广受市场好评而成为备受关注的领域。然而，现有的防伪技术层次结构不够丰富，隐藏图文颜色单一，因此，本研究提出了一种双信息防伪层的器件结构，由宾主液晶防伪膜层和胆甾相液晶防伪膜层组成，每层包含不同的信息内容。通过不同的光照模式，可以获得不同的显示内容，从而达到了多维防伪的效果。相较于传统单层宾主液晶防伪膜层，该设计具有与偏振相关的透反射差异和在透射方向上不对称的光响应特点。使用这种易制备的防伪膜层叠加设计不仅提高了防伪码的安全水平，还降低了应用成本。

宾主液晶器件能够在保持视野清晰的前提下实现对光透过率的调节，已被广泛应用于透明显示领域。但由于其系统复杂，在一定程度上限制了实际应用。本文通过采用区域化聚合物模板技术，制备了一种分子平行组装和螺旋组装共存的图案化宾主液晶器件。基于两区域对外界刺激响应的差异性，调节电场和偏振方向可实现图案多灰度动态显示。结果表明：在电场控制模式下，染料液晶平行组装区域的光透过率从3.28%上升到63.22%，两区域的透过率对比度从0.41提高到5.12。在偏振方向控制模式下，平行组装区域的光透过率从3.28%升至65.45%，两区域的对比度从0.41升至4.54。所制备的宾主液晶器件具备结构简单、易于调谐等特点，可适应于不同场景下的图案显示，进一步推动了液晶器件在透明显示领域及光学防伪领域的应用和发展。

向列相液晶是一种研究空间光孤子的绝好的非局域非线性介质。为了对向列相液晶中空间光孤子的偏转进行灵活的调制，设计了具有梳状电极结构的液晶盒。对这种定制电极结构的液晶盒施加电场可以实现向列液晶在周期阵列内的调制，从而实现了向列子和向列子对的可控偏转。在液晶分子的不同取向区域，入射激光束形成的向列子可以产生不同角度的偏转。当光束入射到定制电极宽度为910 μm的液晶盒中，通过改变光束的入射位置可以实现单光束约60°范围内的偏转。双光束入射到不同的位置可以形成多种偏转组合形式。改变光束的入射角度，可以观察到向列子对在界面处的非线性全反射。此外，将定制条纹电极的宽度更改为300 μm后，向列子对可以实现平行传输到相互会聚或发散之间的切换。这些关于向列子偏转的调控方法可以在全光电路和光通信中发挥重要作用。

传统的显示器由于滤色器的存在，有较大的功耗且能量利用率不高。本文提出了一种利用液晶调制紫外光偏振态以实现对受到局域表面等离子体共振影响的荧光量子点光强调制的方法，所设想的显示设备由用于产生局域表面等离子体共振的金属纳米结构、附着于金属纳米结构电场热区的荧光量子点和基于液晶结构的光偏振调制模块组成。对单个像素的情况进行了理论模拟和原理分析，计算了若干金属纳米结构对不同偏振态的紫外光的响应。理论验证了特定金属纳米结构的表面等离子体光强放大效应，通过电子束刻蚀和半导体沉积等技术手段可在光强放大的电场热区植入荧光量子点，受到紫外光偏振态调制的金属表面等离子体产生可控的光强增强或减弱，进而激发或者抑制相应颜色的量子点发出不同颜色的光，使其可以用于显示。提出了一种新颖的显示模式，不同于传统显示，其具有较高的能量利用率和较大的色域，虽然其存在色彩对比度较低、分辨率不够高等问题，但提议确实为人们日常的信息显示提供了一种新的思路和一种潜在可能，相信随着技术的进步和设计结构的优化，这种光偏振态调制受表面等离子体激励的荧光量子点的方法可以在显示以及非显示领域获得应用。

为了研究向列相液晶微流体在不同界面限制内拓扑缺陷的产生与演化，制备了不同表面锚定条件的微通道。通过采用不同表面特性的基板与聚二甲基硅氧烷制备的结构层键合，并合理利用氧等离子体对通道内壁化学特性的改变，最终制备出3种不同表面锚定条件的微流体通道。观察向列相液晶在其中的流动，总结了不同类型拓扑缺陷的出现规律。实验结果表明：平面取向的微通道内液晶分子排列连续，不会出现明显的缺陷结构。混合取向的微通道在界面锚定之间的竞争作用下，会在上表面附近形成稳定的相错线，相错线的数量与微通道的宽深比相关。正常情况下，垂直取向的微通道内指向场的变化具有良好的连续性，通过控制流速突变产生回流可以有效破坏微通道内指向场的连续性，从而产生动态的拓扑缺陷。缺陷的数量与流速相关。当流速恒定时，缺陷结构会维持短暂的动态平衡，随后会在通道内产生规律的波动。

提出了一种以硅基液晶空间光调制器（LCOS SLM，以下简称SLM）为基础的投影拼接式光取向技术。通过结合SLM和二维移动平台可以实现任意尺寸、任意几何相位图案化分布的液晶光学元件的制备。基于此技术，通过连续扫描曝光的方法制备了多种液晶光学元件：一维偏振光栅、二维光栅、微透镜阵列和全息图。实验结果表明：通过该技术可以实现连续相位分布的光学元件的制备和扩大光学元件的口径；尺寸为25.4 mm×25.4 mm的一维偏振光栅的衍射效率达到98.32%，且各区域误差不超过1%；可以仅改变加载到SLM上的曝光图样，实现二维周期性或其他复杂图案的液晶光学元件的制备。基于SLM的投影拼接式光取向技术具有高分辨率、高效率、工艺简单、可实现任意尺寸光学元件制备等特点，可以进一步推动液晶光学元件的发展和实际应用。

The dynamic manipulation of the helicity in a cholesteric helical superstructure could enable precise control over its physical and chemical properties, thus opening numerous possibilities for exploring multifunctional devices. When cholesteric material satisfies the sufficiently small bending elastic effect, an electrically induced deformation named the cholesteric heliconical superstructure is formed. Through theoretical and numerical analysis, we systematically studied the tunable helicity of the heliconical superstructure, including the evolution of the corresponding oblique angle and pitch length. To further confirm the optical properties, Berreman’s 4 × 4 matrix method was employed to numerically analyze the corresponding structure reflection under the dual stimuli of chirality and electric field.