红外与激光工程
2023, 52(2): 20220159
1 南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子（未来技术）学院，江苏 南京 210023
2 南京大学现代工程与应用科学学院，江苏 南京 210023
向列相液晶因其独特的光学和电学各向异性，广泛应用于光电显示等领域。光通信技术的持续发展，需要液晶材料具有更快的电光响应。通过对6种负性向列相液晶施加垂直于分子平均取向的电场，结合特殊入射方式，系统地研究了电场对液晶取向涨落和单轴序参数的调控。实验结果表明：电光响应的开关时间均小于；液晶的介电各向异性越大，场致双折射率变化越大，其最大值与所施加的电场大小和向列相液晶的介电各向异性均呈线性关系。
光学器件 向列相液晶 介电各向异性 双折射率 序参数 取向涨落 电光开关 光学学报
2022, 42(21): 2123001
1 华东理工大学 物理学院，上海 200237
2 华东理工大学 材料科学与工程学院，上海 200237
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。
微流体 向列相液晶 微通道 表面锚定 拓扑缺陷 microfluidics nematic liquid crystals microchannels surface anchoring topological defects
1 中国科学院国家天文台，北京 100101
2 中国科学院太阳活动重点实验室，北京 100101
3 中国科学院大学，北京 100049
4 中国工程物理研究院流体物理研究所，四川 绵阳 621999
向列相液晶可变相位延迟器(LCVR)已逐渐成为空间偏振调制仪器的研究热点，然而，国内没有液晶器件在空间使用的经验，液晶器件在各种空间环境下的适应性如何尚未可知。因此，本团队设计了一套星载向列相液晶相位延迟测试系统，该系统不仅可以在地面的空间力、热模拟环境中测试LCVR的关键性能，还可以搭载在卫星上对LCVR的相位延迟稳定性进行在轨验证。本文首先阐述了LCVR相位延迟的测量方法并实现了光机电系统的优化设计，在此基础上，研究了LCVR在空间力、热模拟环境中的电光性能。研究结果表明：力学试验前后，LCVR的电光性能未发生明显变化；在热试验中，LCVR的相位延迟-电压曲线的稳定性在0.185°以内。本次试验发现LCVR的相位延迟-电压曲线随环境温度呈线性变化，该结果为未来星上数据校准提供了数据支持。最后，在长达9个月的不间断运行测试中，LCVR的相位延迟-电压曲线长周期变化小于1°，标准偏差为0.27°。这表明该液晶试验仪长周期工作性能良好，可以满足在轨测试需求。
测量 向列相液晶 偏振调制 相位延迟 液晶电驱动 中国激光
2022, 49(17): 1704005
设计了扭曲向列相液晶太赫兹相位调制器, 利用琼斯矩阵模拟分析了不同扭曲角30°、45°、90°对相位调制特性的影响。得出扭曲角越小其相位延迟量越高, 并且对光的利用率越高。进一步分析电压效应, 结果表明同一频率下加大电压可使透过率增大, 相位延迟量减小。当扭曲角为30°, 选择液晶材料为LC1825, 液晶盒厚度为250 μm设计了透射型相位调制器, 在1.2 THz频率处获得126°的相位延迟。为提高相位调制量设计了结构参数与透射型相同的反射型太赫兹相位调制器, 在1.2 THz下得到相位延迟量为270°, 因反射型结构较透射型增加了一倍的有效光程, 相位调制量大幅提高。
太赫兹 相位调制 扭曲向列相液晶 琼斯矩阵 terahertz phase modulation twisted nematic liquid crystal jones matrix
红外与激光工程
2021, 50(4): 20200171
