您好,欢迎来到步遥情感网。
搜索
您的当前位置:首页不同常数电控双折射无刻痕液晶光栅的电光特性研究

不同常数电控双折射无刻痕液晶光栅的电光特性研究

来源:步遥情感网
科技信息 0机械与电子O SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION 2011年第9期 不同常数电控双折射无刻痕 液晶光栅的电光特性研究 郑泽浩’黄 ’ 欧阳艳东’吴永俊 沈 奕 (1.韩山师范学院物理与电子工程系 广东 潮州 521041;2.汕头大学物理系 广东 汕头3.汕头超声显示器有限公司 广东 汕头【摘- 515063; 515041) 要】本文选取向列相液晶MLC一7700—100制备电控双折射无刻痕液晶光栅,三种液晶光栅的光栅常数分别为200 ̄m,100[xm, 66.7 m,并采用波长为k=632 8nrn的He—Ne激光为光源,照射液晶光栅。同时对液晶光栅施加频率为f=100Hz的交流信号,在电压驱动下得 到不同的衍射光斑,研究电压驱动下第1级衍射光斑的电光特性改变的情况。 【关键词】液晶光栅;光栅常数;电压驱动;电极条纹 Research on the Electro—optical Properties of Liquid Crystal Grating Without Scored Electrically Controlled Birefringence with Diferent Constant ZHENG Ze-hao HUANG Chong1 OUYANG Yan-dong WU Yong-jUEt2 SHEN Yi (1.Physics and Electronic Engineering Department of Hanshan Normal University,Chaozhou Guangdong,521041,China; 2.Department of Physics,Shantou University,Shantou Guangdong,515063,China; 3.Shantou Goworld Display Co.Ltd.,Shantou Guangdong,515041,China) 【Abstract]In this paper we selects the electircally controlled birefringence liquid crystal grating without scored prepared by nematic liquid crystal MLC-7700-100.Three kinds of constants of liquid crystl gratiang are 2001 ̄m.100p ̄m.66.71xm.And llse the wavelength =632.8nm by He— Ne laser as the light source,illuminate the liquid crystal grating.At the same time,applied ac signal of frequency f=100Hz on liquid crystal grating. Obtained different diffraction light spots under voltage driven.Research the electro—optical properties change situation of first diffraction spot under voltage driven. 【Key words】Liquid crystal grating;Grating constant;Voltage driven;The electrode stripe O 引言 △0: b 近年来.非机械的光束转向装置被广泛的应用于光纤通信,立体 随着缝的加宽, 和b的比值减小。在b>k的极限情况下,△0— 显示,光学数据库等,液晶材料由于其具有卓越的各向异性和光学相 0,这里可认为衍射图样压缩成为一条亮线。这条亮线正好是没有障碍 关的电光效率,被广泛的应用到光栅的制作.采用液晶材料制作的衍 物里所成的像。由此可见,障碍物使光强分布偏离几何光学规律的程 射光栅,具有驱动电压低,液晶的制作成本低,制备技术成熟等优点, 度.可以用最大值的半角宽度来衡量。上式表明,只有在h<b,即 用液晶材料制作的衍射光栅是一种新型的光电转换器件,光束转向装 Mb<l的条件下,衍射现象才可忽略不计;反之, 愈大或b愈小,衍射 置[1-21。液晶光栅的发现可以追溯到1972年,Carroll通过试验发现。当 现象就愈显著[71。 光通过加了交流电场的液晶盒时会出现远场衍射现象,与通过透射光 在目前高强度的激光束照明下,数量级大体可以这样来确定:当 栅的现象类似 。现在已经出现了聚合物液晶光栅,双面电极条纹液晶 b 10 时,以上衍射现象不明显,呵按直线传播处理;当b 10h~ 光栅 ,比传统的液晶光栅制作更加的简单,转换速度更加的快,而且 l02X时,衍射现象显著,出现衍射图样;当b 时,衍射现象极端明 不需要偏振片。本文主要对双面电极条纹液晶光栅的光电特性进行研 显 。 究 本文所选用了三种不同光栅常数的液晶光栅,光栅常数分别为 1液晶光栅制备 本文采用的液晶光栅的液晶盒如图1所示,图1fa1为液晶盒上玻 di=2001 ̄m,d2=100tzm,d3=66.7 m,缝宽分别为bi=1001xm,b2=501.Lm,b3= 33.4p.m,入射光波长为h=632.8nm=0.6328 ̄m.那么 = 一A0l= A0 006328,b =158-()29 10k ̄】(】 所 璃基片及透明导电电极条纹,图1fb)为液晶盒下玻璃基片及透明导电 电极条纹,图1fC)为液晶盒上、下玻璃基片及透明导电电极条纹对位 以衍射现象不是很显著。 合成的液晶盒。液晶盒中间夹着51xm厚的向列相液晶MLC-7700— A02  ̄x0.6328/xm0.012656,b2=79.014h,即bl一10h~10 ,所 b2 JL 100。如图1(c)所示为液晶光栅的液晶盒,白色线条宽为a,即透光部 ::分,为缝宽,黑色条纹宽度b,在电压驱动下为挡光部分,而且透光部 以衍射现象显著。 分与挡光部分宽度是相等的,即a=b。液晶光栅的光栅常数为d=a+b, /xmA03:_A _0632803 jj・q‘‘ 为常明型液晶光栅,也就是说在不加电压的情况下.整块液晶光栅是 .=…0.018946,b3=52.781k,即b3 10k~10 ,所 透明的[61 以衍射现象较为显著。 呼墨互盔复荔缓笙翌壅盈 暖互墨茁窭丑殛露盈墨z盈 赫巍嘲确穗落萏箍蠡巍嘲癌越帮臻 睇摩辟蕴基疆雹理弦器 丑墨z互盈互显曩盈型 z卫E毯雾 盈叠婴蓝要丑互盔兹盈噩 丑露压曩西丑_翌西墨盔理珏 臣 匠翻匠 吐丑五互翌墨琵 叠翟芷|翌西显理 峦z 五宽z譬 露甚墨丑强 踊互z芷墨互 z互兹翌强墨翌z盈强蟹互 鼯 融 粥国∞二 瑚二=嘲 =二喊=二地=二 二= E=二= =二 二—二嘣二 髓=  丑磁氆墨盈盈z珏翌盈西 强z珏星互五班墨毽,血丑 铄============= 强=========二=== 蕴翌墨疆 翌墨翟毯荭西墨翻匠墨盈盈 上五 恕盈西 J直卫 由此可知三种不同光栅常数的液晶光栅的的衍射现象将随光栅 常数的减小而越来越显著。 、 3测量分析 在温度为25cc的环境下,采用波长为 =632.8nm的He—Ne激光 瞄翌置皿墨琵丑盈 面 瞳荭翌强 理匿盈 筮五皿 强============ (a) (b) (c) 为光源,照射液晶光栅,同时对液晶光栅施加频率为f=100Hz的交流 电[8-9],通过改变电压得到衍射光强不同的衍射光斑,测量出电压驱动 下光栅常数分别为2001xm.1001xm,66.7txin的三种不同光栅常数液晶 2所示,在0~1.8V处,三种光栅常数的液晶光栅的负一级衍射光强保 持不变,是因为电压太低 还不足以驱动液晶分子的织构态发生变化, 图1 液晶光栅电极图及液晶盒 Fig.1 Electrode map of liquid crystal grating and liquid crystal box 光栅负1级和正1级光斑衍射光强改变的情况.如图2、3所示 如图 2原理 在理论推导下,液晶光栅缝宽b对衍射图样的影响。最大值 而产生微弱的衍射光强的原因,可能是条纹电极产生,由于条纹电极 的存在,使得有条纹电极处的液晶厚度与没条纹电极处的液晶厚度不 的半角宽度A0与波长 成正比.与缝宽b成反比.即 同造成入射光的折射率发生改变,从而产生微弱的衍射。在1.8V处, 2011年第9期 SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION O机械与电子。 科技信息 一级衍射光强开始下降,是因为在1.8V处,距离透明导电电极较近的 着光栅常数的减小而减小的现象,不过正l级光斑衍射光强在3.8V 7 6 5 4 3 2 1 液晶分子开始在电压驱动下发生小幅度的偏转,起到挡光的作用.与 至4V处出现了突然的下降,这也充分体现了电场边缘效应对越小光 条纹电极产生的微弱的衍射光强互相抵消,使衍射光强进一步的减 栅常数液晶光栅的一级衍射光强影响越大的结论 。 弱。在2V处,三种光栅常数的液晶光栅的负一级衍射光强下降到最 4结论 低点,也就是说在2V处,由条纹电极产生的微弱的衍射光强以全面转 变为由液晶分子偏转产生的衍射光强,三种光栅常数的液晶光栅的负 采用双面电极条纹液晶盒制备的液晶光栅不同光栅常数液晶光 级衍射光强的走势基本相同。从2V至4V处,三种光栅常数的液晶 栅一级衍射光光强.在电压驱动下,随着驱动电压的增大,不同光栅常 光栅的负一级衍射光强逐渐的增强,其中光栅常数为200 ̄m的液晶 数的液晶光栅的一级衍射光光强不断的增大.光栅常数越大的比光栅 光栅的光强最弱,光栅常数为66.7 m的液晶光栅的光强最强,光栅常 常数小的液晶光栅的一级衍射光光强的小:光栅常数越小的液晶光栅 一数为100 ̄m的液晶光栅的光强处在中间。而且在2V至3.4V处.三种 在驱动电压较大的情况下,尤其是在3.4V以后较容易受电场边缘效 光栅常数的液晶光栅的负~级衍射光强的差值不断的增大,这是随着 应的影响。从而影响到光栅的衍射效果。这在液晶光栅的使用上有一 电压的增大.液晶分子偏转的越来越多,衍射效果就越来越明显,而在 定的指导意义,在光电转换器件,光束转向装置的应用上可以根据要 3.4V至4V处光栅常数为66.7 m的液晶光栅的光强上升速度有所下 求的不同情况选择不同的液晶光栅。 降,那是因为电压过大而产生的电场边缘效应[1Oqt】,使光栅常数越小的 液晶光栅一级衍射光强越容易下降。这个实验观察的结果与上面计算 【参考文献】 出来的结果较为吻合。 [1]Chang-Jae Yu,Dong—Woo Kim,Jinyool Kim,et a1.Polarization-JnvarJant grating based on a photoaligned liquid crystal in an oppositely twisted binary conigurfation[J].OPTICS LETI ̄ERS,2005,30(15):1995—1997. [2]Vladimir Presnyakov,Karen Asatryan,Tigran Galstian,et a1.Optical polarization grating induced liquid crystal micro——structure using azo--dye command layer[J].OPTICS EXPRESS,2006,Vo114(22):10558—10564. [3]王丽,张成.液晶光栅的技术进展及应用【J1.现代显示,2006,39(61):39—44. WANG Li.ZHANG Cheng.The Technical Evolvement of Liquid Crys tt Graating and Its Application[J].Advanced Display2006,39(61):39—44.(in Chinese). 14]Xu Wang,Daniel Wilson Richard Muller,et a1.Liquid—crystla blazed-grating beam deflector『J1.APPUED OPTICS,2000,39(35):6545—6555. 【5 jGu l ̄nlan,Chen Xiaonan,Jiang Wei.Fringing2field minimization in liquid crystl basaed high resolution switchable gratings【J】.A P p1.Phys.L ett.,2005,87 o 2 4 voltage/v (20):201106:1—3. 16]C.P Bryan—Brown,C.V.Brown,I.C.Sage,Voltage-dependent anchoring of a nemati ̄liquid crystal on a ratging surface[J].NATURE,1998,392(26):365—367. 图2不同常数液晶光栅电光特性(一1级) Fig.2 The electro-optical properties of liquid crystal grating [7]姚启钧.光学教程『M】.3版.北京:高等教育出版社,2006:119—120. Yao Qijun,Optics Tutoril【aM】,Third Edition,Beijing:Higher Education Press, 2006:1 19—120.(in Chinese) [8]黄狲,周学平,秫旭升,等.太阳光对液晶显示器件光学特性的影响叨.光谱学 与光谱分析。2006,26fl1:175—177. HUANG Chong;ZHOU Xue-ping;OUYANG Yan—dong,et a1.Study on with diferent constant【一1 leve1) Photoelectirc Dispersion Characteristic of Liquid Crystl LiaSht Valve[J1, Spectroscopy and Spectral Analysis,2006,26(1):175—177.(in Chinese). 【9jJ.Chen,P.J.Bos,H.Vithana,et a1.An electro—optically controlled liquid crystal diffraction gratingP] App1.Phys Lett,1995,67(18):2588—2590. [10]:E俐,卢亚雄,黄子强,等.电场边缘效应对液晶光栅特性的影响咖.液晶与显 示2007.22(1):0061—0064. [1 1 JWANG Li,LU Ya—xiong.HUANG Zi-qiang.Influence of Marginal Effect of Electirc Field on Properties of iquiLd Crystal Grating[JJ.Chinese Journal of Liquid Crystls aand Displays,2007,22(1):61-63. 0 2 4 Voltage/Y [12 JSuk—Won Choi,Shin Matsumoto,Yoichi Takanishi,Ken Ishikawa.Electrically tunable binary liquid crystal grating device consisting of homeotropic monodornain 图3不同常数液晶光栅电光特性【+1级1 Fig.3 The electro-optical properties of liquid crystal grating and non—aligned multidomain geomety【rJ].Organic Electronics.2006,7:295—299. 作者简介:郑泽浩(1981一),男,广东潮安人,硕士研究生,助教,主要从事光 电材料与器件的研究。 with diferent constant(十1 Ieve” 如图3所示,在1.8V至2V处,三种不同光栅常数液晶光栅正1 级光斑衍射光强改变的情况与负1级光斑衍射光强改变的情况是基 本一致的,从2v至4V处,正1级光斑衍射光强也出现了衍射光强随 [责任编辑:曹明明] (上接第46页)入到虚拟社区感形成后,对用户参与虚拟社区的影响 Markets.2003(11:33—45. eh—Peng Lin a, ,Anol Bhattaeherjee h.Understanding online social 进行分析。本文作者在后期的研究中,拟对用户参与虚拟社区影响因 [4]Chi素的国内外研究进行全面的对比分析。e 【参考文献】 [1]Etzoni。A.&Etzoni,0.”Face—to—face and computer—mediated communities,a comparative analysis.”The Information Society,15.1999:241—248. support nd iats ntaecedents:A socio—cognitive model,2008. [5]McMillan,D.W.,&Chavis,D.M..Sense of communiy:A deftinition and theory.Journal of Community Psychology,1986:14。6—23. 『6]Anita L.Blanchard.Testing a model of sense of vitrual community,2O07. [7]Postmes,T.,Spears,R.,&Lea,M..Breaching or building socila boundaries? Side effects of computermediated communication.Communication Research, [2]Gary Burnett.Iformatnion exchange in virtual communities:a ypoltogy,2000. 25,1998:689-718. [3]Wang,Fesenmaler.Understanding the motivation of contibutrion in online communities:An empiircal investigation of an online travel community.Electronic [责任编辑:王静] 

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容

Copyright © 2019- obuygou.com 版权所有 赣ICP备2024042798号-5

违法及侵权请联系:TEL:199 18 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com

本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务