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Abstract
1 Key Laboratory for Micro/Nano Optoelectronic Devices of Ministry of Education and Hunan Provincial Key Laboratory of Low-Dimensional Structural Physics and Devices, School of Physics and Electronics, Hunan University, Changsha 410082, China
2 Shenzhen Lubon Technology Co., Ltd., Shenzhen 518000, China
More durable (with high impact force), lighter, and more compact flexible azo dye micropolarizers are attractive candidates for low-cost, simple polarization imaging systems. The liquid crystal polymer (LCP), as an emerging material developed by photo-alignment technology, is a potential material for organizing the long-range ordered structure of azo dyes. However, little research has been done on LCP aligned azo dyes. This paper points out and solves a key problem that restricts the fabrication of high-precision arrays in guest (azo dye)-host (LCP) systems: the doping of dyes leads to disorder of the LCP during curing. After solving the problem, the relationship between the thickness of the LCP and the extinction ratio of the polarizing film was investigated, which effectively improved the extinction ratio. Alignment of azo dye molecules in the range of 2 µm (0°–180°) and arrays of micropolarizers (0°, 45°, 90°, ) with 8 µm × 8 µm pixel pitch was achieved by laser direct writing technology. The bending cycle test demonstrates the mechanical stability of the ultrathin flexible polarizer. The flexible patterned polarizer with robust chemical and mechanical stabilities provides a flexible way to capture the polarization of the light and highly integrated advanced flexible optoelectronic devices.
micropolarizer polarimetric imaging polarimetry azo dye polarization-sensitive devices Chinese Optics Letters
2023, 21(3): 031301
偶氮掺杂液晶具有非常强的三阶光学非线性, 其非线性机理包括光致热效应等多种物理机理。为了测量偶氮掺杂液晶三阶光学非线性, 本文采用非线性干涉法, 定量测量了波长632.8 nm下, 光强变化所引起的折射率改变。为了测量得到热效应对掺杂液晶非线性的贡献, 我们提出了温度等效法, 通过在暗室中加热掺杂液晶样品产生与光照时相同的温度变化, 模拟出等效的热效应, 从而将热效应从多种非线性机理中单独区分出来; 通过测量此时的折射率改变, 以及对应的温度和光强变化, 得到了热效应导致的光学非线性。为了提高非线性干涉方法的灵敏度和消除环境震动带来的误差, 本文采用了双路干涉的方法, 使得测量精确性大为提高。测量结果表明：在波长632.8 nm下, 掺杂液晶三阶非线性系数n2为0.268 cm2/W, 其中热效应的贡献为0.091 cm2/W。
三阶非线性效应 偶氮掺杂液晶 热效应 温度等效法 双路干涉法 third-order optical nonlinearity azo-dye-doped liquid crystal thermal effect temperature equivalent method double-beam interferometry
1 华东理工大学 理学院 物理系,上海 200237
2 香港科技大学 先进显示与光电技术国家重点实验室合作伙伴,香港
液晶光控取向技术是一种通过偏振光照射来实现液晶取向的非接触式方法,不同于摩擦取向法,它具有无污染、无静电、易实现微区多畴取向等优点,因此引起了世界各地科研工作者的广泛关注。本文综述了液晶光控取向技术的研究现状和最新进展,简略地阐述了一些光控取向技术的基本原理以及液晶光控取向材料的工作机理。本文重点介绍了目前光控取向研究中比较新颖的一种光诱导偶氮染料取向的方法,并且从液晶光控取向在曲面及柔性基底、光数据处理及高空间分辨率的光处理系统、具有复杂几何图形取向的液晶光学元器件、3D光可擦写及铁电液晶显示器、光学滤光器和其他光控取向材料这六个方面列举了一些液晶光控取向技术的最新应用。
液晶 光控取向 各向异性 偏振光 偶氮染料 liquid crystal photoalignment anisotropic polarized light azo-dye
聊城大学 物理科学与信息工程学院, 山东 聊城 252059
为探索不同的极化条件对分子取向的影响，用旋涂法制备了偶氮主客体掺杂薄膜，并用电晕极化的方法分别在不同温度和厚度条件下使分子取向，通过测量极化前后紫外-可见吸收谱，研究了平均取向因子的变化，并和二次谐波产生结果进行了比较。实验结果表明：对于厚度相同的偶氮薄膜，随着温度的升高，平均取向因子增大，但二次谐波信号强度先增大后减小；温度越接近聚合物玻璃转变温度，分子越容易取向，但温度过高，聚甲基丙烯酸甲酯变为粘滞态，部分偶氮分子容易在高温下蒸发掉，导致二次谐波信号强度降低，而平均取向因子增大；随着薄膜厚度的增大，针-板电极电场造成薄膜内部电场分布的不均匀性增加，极化效率降低，平均取向因子不断减小,二次谐波信号强度先增大后减小。
电晕极化 平均取向因子 偶氮化合物 主客体掺杂 紫外-可见吸收谱 corona poling average alignment factor azo-dye compounds guest-host system UV-Vis spectra 强激光与粒子束
2011, 23(10): 2801
聊城大学物理科学与信息工程学院， 山东 聊城 252059
用溶胶-凝胶法分别将3种不同的偶氮材料与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)掺杂，并制备成旋涂膜，测量了薄膜的厚度、折射率和紫外-可见吸收谱。用实时电晕极化装置测量了3种薄膜二次谐波产生(SHG)强度随时间的变化关系。实验结果表明，含有不同取代基的偶氮材料，取代基给(受)电子能力越强，导致微观一阶超极化率β越大，β越大决定了偶氮分子越容易被极化，最终导致宏观二阶非线性光学特性越大。3种偶氮分子的有效倍频系数分别为0.748，0.794，4.420 pm/V。
材料 非线性光学 二次谐波产生 实时电晕极化 偶氮化合物
昆明理工大学光电子新材料研究所, 云南 昆明 650051
用近红外傅里叶拉曼光谱研究了苏丹红Ⅲ分子在覆银纳米颗粒的抛光铝片表面上的吸附行为,得到了一系列高质量的增强拉曼散射(SERS)谱图。对苏丹红Ⅲ分子在银胶溶液、覆银滤纸、覆银粗糙铝片上的SERS谱进行比较,结果表明苏丹红Ⅲ分子在各基底上与银纳米颗粒表现出不同的吸附行为。在银胶溶液中,苏丹红Ⅲ分子主要是通过NN双键吸附在银纳米颗粒上的;在沉积了银纳米颗粒的滤纸表面,同样地,主要是由NN双键吸附;而在沉积了银纳米颗粒的抛光铝片表面,不仅NN双键参与了吸附,苏丹红Ⅲ分子中的羟基与银颗粒有相互作用,并且铝片上的氧化铝颗粒也可能吸附了苏丹红Ⅲ分子。
拉曼光谱 苏丹红Ⅲ 纳米颗粒 铝片 吸附行为 Raman spectroscopy azo dye Sudan Ⅲ nano-particles aluminum sheet adsorption behavior
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033
2 中国科学院研究生院，北京 100039
介绍了一种使用聚酰亚胺和偶氮类染料进行液晶光诱导取向技术，深入研究了代号为SY04包含两个偶氮基团的新偶氮类染料．通过对取向膜偏振吸收光谱的分析，讨论了这种混合材料光诱导取向机理．由于聚酰亚胺良好的成膜性使得这种光诱导取向膜具有很好的稳定性，偶氮类染料的引入使得液晶表面取向更加有序，从而获得了响应快速，电光特性优良的液晶盒．这种取向膜材料同时具有很好的热稳定性及抗紫外稳定性．
液晶 光诱导取向 偶氮类染料 Liquid crystal Photo alignment Azo-dye
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130033
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
研究了一种新型偶氮材料sy03在光控取向中的应用。将sy03加入聚酰亚胺SE-3310(Nissan)与N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合溶液中作为90°扭曲向列相液晶显示(Twisted nematic liquid crystal display,TN-LCD)的光取向材料,测量由它作为取向膜的扭曲向列型盒的电光特性与仅用SE-3310取向的扭曲向列型盒电光特性比较,发现sy03偶氮的加入使得扭曲向列型盒的响应时间短到98 ms、阈值电压也降低到1.7 V左右。而且随曝光时间的增加,响应时间和衬比度都有所提高,电光响应曲线也更为陡峭。加热到150 ℃后,其电光特性并没有明显变化,证明了它良好的热稳定性。最后通过测量偏振紫外吸收光谱,分析得出液晶分子易取向方向与激发光源偏振方向垂直。
光学材料 光控取向 偶氮染料 聚酰亚胺 扭曲向列相液晶显示
1 中山大学光电材料与技术国家重点实验室, 广州 510275
2 华南理工大学高分子材料科学与工程系,广州 510640
在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中掺入不同的偶氮染料并制成薄膜样品,以调制的线偏振Ar+激光(514 nm,CW)作为控制光,He-Ne激光(632.8 nm,CW)为信号光,研究了样品的光致双折射效应及全光开关效应。通过对样品的响应特性和全光开关效应进行比较,发现电子推拉势较强的生色团分子在控制光作用下,可以产生较大的光致双折射效应,但光响应速度较慢,其光致双折射效应以光致异构取向为主要机制;而对于具有较弱电子推拉势的生色团分子,其光致双折射效应则主要来自光致异构烧孔机制,虽然其光致双折射效应小,但光响应速度快。
非线性光学 全光开关效应 偶氮染料 光致异构
1 Institute of Photoelectr. Technol. and Sol. Ener., School of Electron. and Inform. Eng., Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, CHN
2 Dept. of Appl. Phys., Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072, CHN
