强激光与粒子束
2023, 35(11): 111003
1 南京邮电大学 电子与光学工程学院，江苏 南京 210023
2 南京邮电大学 集成电路科学与工程学院，江苏 南京 210023
3 南京邮电大学 射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室，江苏 南京 210023
一维手性软光子晶体胆甾相液晶（CLC）在防伪标签、纳米激光器和传感等领域具有广泛的应用。本文采用多步图案化紫外固化方法并结合清洗-重填工艺，实现了多色的柔性自支撑CLC薄膜反射器件。采用标签打印机打印PET图案作为掩膜版，对可聚合的CLC材料进行紫外固化，得到图案化的柔性自支撑CLC薄膜反射器件。在此基础上，将非固化区域的液晶材料洗去并重新填充不同手性剂含量的CLC，再次图案化紫外曝光，即可实现多色的柔性自支撑CLC薄膜反射器件。研究了不同入射角、弯曲曲率半径和温度对反射器件光学性能的影响。实验结果表明，采用上述方法制备的多色可自支撑反射器件具有良好的柔性，不同曲率半径下的布拉格反射中心波长基本不变。随着温度升高，布拉格反射中心波长红移，且具有良好的线性度。多色的可自支撑柔性薄膜反射器件可拓展CLC在显示、传感、激光防护和微纳光学等领域的进一步应用。
胆甾相液晶 布拉格反射 多色自支撑柔性薄膜 光学器件 cholesteric liquid crystal bragg reflection free standing flexible film optical devices
1 华东理工大学 材料科学与工程学院, 上海 200237
2 华东理工大学 化学与分子工程学院, 上海 200237
3 华东理工大学 理学院, 上海 200237
本文采用胆甾相液晶诱导的方法制备手性多孔高分子薄膜, 通过将向列相液晶与不同种类有机溶剂按照不同比例混合后填充入薄膜中以探究具有一维周期性螺旋结构的薄膜对溶液的敏感性。结果表明, 基于聚合物网络的形状记忆效应和强大的界面锚定作用, 聚合物薄膜对溶液都有响应并呈现出选择性反射。由于液晶与溶剂不同配比混合溶液产生的平均折射率差异, 薄膜的反射带迁移可达140 nm。此外, 不同溶剂与液晶按照相同的比例混合填充后重构样品的反射带差异也较为明显。具体来说, 所选用的乙酸丁酯溶剂的折射率仅比乳酸丁酯溶剂的折射率小0.03, 但薄膜的反射带中心波长却相对红移约20 nm, 进一步的实验表征和分析表明, 这一现象归因于聚合物薄膜的溶胀度会随着溶剂与聚合物薄膜两者之间的溶度参数差值而改变, 即溶剂与聚合物的溶度参数越接近, 溶剂越容易扩散进入聚合物薄膜中, 并使其体积膨胀, 从而螺距产生更大的拉伸, 由此导致反射带发生相对红移。因此, 这种柔性反射膜是具有溶液敏感性的。
胆甾相液晶 螺旋结构 聚合物薄膜 溶液敏感性 cholesteric liquid crystal helical structure polymer film solution sensitive
1 河北工业大学 理学院, 天津 300401
2 河北工业大学 国家技术创新方法与实施工具工程技术研究中心, 天津 300401
3 天津耀皮工程玻璃有限公司,天津 300409
为了研究胆甾相平面态液晶(Cholesteric liquid crystal with planar texture, CLCPT)层在上下表面取向平行(Parallel anchoring, PA)和上下表面取向垂直(Orthogonal anchoring, OA)两种液晶盒中指向矢排布随温度变化的特征, 分别制备了PA和OA两种CLCPT液晶盒样品。构建了由梯形低折射率棱镜、匹配液、CLCPT液晶盒组成的全漏导模结构, 采用全漏光学导波(Fully leaky optical guided wave, FLOGW)方法获得了在不同温度下反射率随内角(测试光线入射到CLCPT层上的入射角)变化的导波实验曲线Rss, 将其与基于液晶弹性理论和多层光学理论模拟出的同一温度下的理论导波曲线Rss进行拟合, 精准分析出在PA和OA盒内, CLCPT指向矢排布随温度变化的特征。此外, 应用控制变量法测量出不同温度下胆甾相液晶(Cholesteric liquid crystal, CLC)双折射率实际参数值。
胆甾相液晶 指向矢排列特性 光学导波技术 平面态 温度 cholesteric liquid crystal director arrangement characteristics optical guided wave method planar texture temperature
