Author Affiliations
Abstract
1 National Laboratory of Solid State Microstructures, Key Laboratory of Intelligent Optical Sensing and Manipulation, College of Engineering and Applied Sciences, and Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University, Nanjing 210023, China
2 College of Electronic and Optical Engineering & College of Flexible Electronics (Future Technology), Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210023, China
Controlling architecture of hierarchical microstructures in liquid crystals (LCs) plays a crucial role in the development of novel soft-matter-based devices. Chiral LC fingerprints are considered as a prospective candidate for various applications; however, the efficient and real-time command of fingerprint landscapes still needs to be improved. Here, we achieve elaborate rotational fingerprint superstructures via dual photopatterning semifree chiral LC films, which combine the photoalignment technique and a dynamic light patterning process. An intriguing spatial-temporal rotational behavior is presented during the patterning of chiral superstructures. This work opens new avenues for the applications of chiral LCs in soft actuators, sensing, and micromanufacturing.
liquid crystal photoalignment fingerprints chiral photoresponsive materials Chinese Optics Letters
2023, 21(4): 041603
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学 材料与光电研究中心, 北京 100049
3 东北师范大学 物理学院, 吉林 长春 130033
微偏振阵列是分焦平面偏振计的核心元件。相较于纳米线栅阵列, 液晶偏振阵列有着设计灵活、工艺简便、性能稳定等独特优势, 有望实现高性价比、高精准度的偏振测量与成像。本文综述了近年来国内外科研团队针对液晶微偏振阵列展开的研究, 系统阐述了基于宾主型、偏振旋转型和相位延迟型3大类液晶偏振阵列的器件结构和工作原理, 不同的液晶排列结构可以实现从单一线偏振到全Stokes矢量的测量和成像, 最后讨论了液晶微偏振阵列与偏振探测技术相结合的发展趋势和应用中面临的挑战。
液晶器件 微偏振阵列 光控取向 分焦平面偏振成像 liquid crystal device micropolarizer array photoalignment division of focal-plane polarization imaging
南京大学现代工程与应用科学学院, 江苏 南京 210093
具有螺旋相位的涡旋光因其坡印廷矢量绕轴旋转而携带光子轨道角动量, 其产生和变换也伴随着轨道角动量的变化。光子轨道角动量在经典光学与量子信息领域均受到强烈的关注。目前已开发出一系列轨道角动量加载和调制的成熟方法, 光取向液晶叉型光栅就是其中重要一类。光取向技术适用于液晶微结构的高分辨灵活制备, 极大地提升了涡旋光及其阵列的产生与调制能力。综述了光取向液晶叉型光栅在涡旋光场产生与调制方面的相关研究, 具体介绍了二元与偏振叉形光栅、达曼叉形光栅、具有螺旋结构的达曼叉形光栅在涡旋光场产生及其阵列化和宽带应用方面的最新进展。
量子光学 涡旋光 光取向 液晶叉型光栅 quantum optics optical vortex photoalignment liquid crystal fork grating
1 南京大学 现代工程与应用科学学院, 江苏 南京 210093
2 菏泽职业学院, 山东 菏泽 274000
液晶是一类具有自组装和刺激响应特性的软物质, 其作为当今主流信息显示技术的依托材料而备受瞩目。伴随着液晶理论与技术的发展与革新, 人们对这类材料的理解不断加深。近年来, 基于光取向技术对液晶微结构的灵活操控, 液晶研究逐渐从传统显示领域向更加前沿的液晶光子学领域过渡。在平面光学元件、结构光场、全光互连、模分复用光通信等领域展现出蓬勃的生机。本文综述了南京大学液晶与光子技术研究中心在光取向液晶微结构及其光子元件领域的最新进展, 具体讨论了多层级液晶畴构筑、光寻址液晶调光技术、光通信与太赫兹液晶元件。
液晶 光取向 软物质 微结构 光子元件 liquid crystals photoalignment soft matter microstructures photonics
本文提出了一种基于空间光调制器的可实现任意图案设计的单步曝光光配向方法。通过像素级精确控制输出光的偏振方向, 可完成对局部区域液晶指向矢的自由取向, 从而实现具有任意图案设计的Pancharatnam-Berry(PB)相液晶器件的制作。这种非干涉曝光投影光配向法不仅简单、高效, 并且能大幅降低环境扰动的影响。基于该方法, 采用两种光取向材料制备了多种PB相液晶器件: 光栅、透镜、全息图和q-plate等。实验表明, 本文制作的PB相液晶器件可实现连续的相位分布和较高的衍射效率。基于这些PB相器件, 本文进一步提出了应用于增强现实显示领域的抬头显示和头戴式显示系统。
液晶器件 光配向 空间光调制器 几何相位 PB相 liquid crystal devices photoalignment spatial light modulator geometric phase Pancharatnam-Berry phase
1 南京中电熊猫平板显示科技有限公司, 江苏 南京 210033
2 南京中电熊猫液晶显示科技有限公司, 江苏 南京 210033
3 咸阳彩虹光电科技有限公司, 陕西 咸阳 712000
传统偏光片技术所制备的是外置型偏光片, 由于其贴附于显示屏表面, 使显示器的厚度增加, 透光率下降。为了满足对偏光片薄型化、高透过率、低成本以及柔性显示等要求, 开发内置型偏光片成为新型显示特别是柔性显示发展的一个重要方向, 其中作为内置型偏光片的主流技术的光控取向和纳米压印技术, 由于其无静电、无粉尘污染、更精确可控微小区多筹取向能力以及低成本、大面积制备的优点, 在显示领域备受关注。本文重点综述了近几年利用光控取向和纳米压印两种制造技术在内置偏光片中的开发与应用进展, 并对目前该两种技术仍存在的问题进行了讨论, 为内置偏光片的工业化生产提供思路。
光控取向 纳米压印 内置型偏光片 信息显示 photoalignment technology nanoimprint in-cell polarizer information display
1 广东工业大学 信息工程学院, 广东 广州 510006
2 精电(河源)显示技术有限公司, 广东 河源 517000
3 博罗康佳精密科技有限公司, 广东 惠州 516000
通过使用光控取向技术和多种成分的手性液晶, 观察到了液晶系统在外电场激发下的微观周期结构。这种周期结构的形貌强烈依赖于表面取向结构、手性掺杂浓度以及驱动电场属性。特别是随着掺杂手性浓度的增加, 微结构的周期方向发生大幅度的改变。本文的工作是对传统的非手性液晶光控领域的一个扩展, 可望实现光场、电场和浓度场等多重调节的液晶光栅, 其周期取向能够大角度调节。这种可调光栅有望在图像处理、光开关、光束调制等其他光通信领域发挥重要的作用。
液晶 光栅 光控取向 手性 阈值电压 liquid crystal gratings photoalignment chiral threshold voltage
Author Affiliations
Abstract
1 MOE Key Laboratory of Material Physics and Chemistry under Extraordinary Conditions, and Shaanxi Key Laboratory of Optical Information Technology, School of Physical Science and Technology, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710129, China
2 State Key Laboratory of Pulsed Power Laser Technology, National University of Defense Technology, Hefei 230037, China
The generation of an autofocusing circular Airy beam (CAB) is realized via a liquid crystal (LC) geometric phase plate with a simple configuration. The fabrication of the LC plate is based on the photoalignment technology and dynamic exposure skill. A focal length of 74 cm is obtained, and the propagation dynamics are consistent with the simulations. Besides, a defocusing CAB is also generated, and the switch between the autofocusing and defocusing CABs can be achieved by controlling the input polarization state. This work provides a convenient and flexible approach to acquire CABs, which will promote the CAB-related applications and researches.
circular Airy beam autofocusing liquid crystal photoalignment technique Chinese Optics Letters
2020, 18(8): 080008
