为了提高聚合物/液晶(HPDLC)光栅的衍射效率并改善光栅的表面形貌, 研究了表面垂直取向处理对HPDLC光栅的影响。首先, 研究了表面垂直处理对液晶分子的取向作用, 发现垂直取向层对液晶的锚定作用随着盒厚的增加而逐渐减弱, 取向层的作用范围大概在3 μm ~5 μm之间; 其次, 对相分离程度进行了实验表征, 结果表明, 随着液晶盒厚度的增加, 相分离开始的时间越来越快, 并且分离程度也越来越彻底。最后, 讨论了表面垂直取向对HPDLC光栅衍射效率的影响, 随着盒厚的增加, 相分离出来的液晶微滴形成连续的区域, 光栅的衍射效率逐渐升高, 当盒厚增加到一定程度, 其衍射效率和无取向处理的光栅接近。当盒厚过大时, 垂直取向处理对HPDLC光栅散射损失并没有太大的改善, 只有当盒厚适中(12 μm)时, 光栅的衍射效率最高, 散射损失最小。

为了提高全息聚合物分散液晶(简称HPDLC)光栅的衍射效率并得到良好的光栅表面形貌, 在制备光栅的反应体系中添加了具有吡咯烷酮结构的单官能度小分子NVP, 并进一步阐述了NVP对HPDLC光栅在反应动力学方面的影响。 分析表明, NVP的添加显著增加了预聚单体的聚合速率, 并且能使原本被困在聚合物网络当中的双键继续发生反应, 从而大大提高了反应体系的双键转化率; 另外, NVP的添加使得光栅的相分离更加彻底, 在获得良好的表面形貌的同时也增大了光栅的折射率调制度, 从而提高了HPDLC光栅的衍射效率。 总之, 在添加了NVP之后, 体系的聚合速率和预聚单体的反应度都大大提高, 从而使得光栅的表面形貌和衍射效率也得到较大的改善和提高, 衍射效率提高到96.36%。

为了降低全息聚合物分散液晶光栅的驱动电压并提高其对比度，基于偏振原理设计了一种新型电调谐光栅。对传统的全息聚合物分散液晶(HPDLC)光栅进行了基板表面取向处理，加强液晶的均一排列程度，消除了液晶区域内的散射；然后，在光栅前面放置扭曲向列(TN)偏振调谐器，通过调节入射光的偏振方向，实现光栅内液晶折射率的变化，进而改变与聚合物折射率的差别，实现衍射强度的调谐。实验结果表明：光栅的阈值电压降低到了0.75~0.8 V，对比度提高到了245∶1，是传统HPDLC光栅的6~7倍，同时也大幅降低了散射损失且稳定性良好，可满足高端光学设备及显示产品方面的需求。