摻雜液晶5CB材料的光折變特性的研究.pdf

1、光折變材料由于其良好的光學(xué)非線性，越來(lái)越受到人們的關(guān)注。目前，光折變材料已經(jīng)在高密度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、空間光調(diào)制、干涉測(cè)量、光放大、相位共扼、光束偏轉(zhuǎn)、光學(xué)圖像處理、圖像識(shí)別、激光鎖模等方面獲得應(yīng)用。 與其它光折變材料相比，液晶光折變材料具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和分子排列，本身又是良好的非線性生色團(tuán)，具有很強(qiáng)的雙折射性，產(chǎn)生光折變效應(yīng)的電壓較低，響應(yīng)時(shí)間較快，可在較寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)獲得光折變效應(yīng)。所以液晶光折變材料的研究受到人們更加廣泛的關(guān)注。

2、 本論文首先介紹了光折變效應(yīng)的物理機(jī)制、光折變效應(yīng)的判定方法以及液晶材料中的光折變理論和光折變材料的特征參量，從理論上描述了光折變效應(yīng)。然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)純的液晶5CB樣品和摻雜PMMA以及C60的5CB樣品分別進(jìn)行了分析和研究。介紹了純液晶5CB樣品和摻雜PMMA以及C60的聚合物液晶系統(tǒng)的制備，通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析了各自產(chǎn)生光折變效應(yīng)的情況。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了不同溫度下純液晶5CB的拉曼光譜，觀察發(fā)現(xiàn)在35.5℃左右拉曼譜峰的強(qiáng)度變化

3、較大，有一個(gè)明顯的落差，確定35.5℃是液晶的相變溫度。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得知，5CB在各向同性相和向列相下分子的排列取向的差異很大，造成了同樣激發(fā)條件下的拉曼散射強(qiáng)度的差異。初步判定，根據(jù)SCB拉曼譜圖強(qiáng)度的變化可以獲得它的相變情況。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了純液晶5CB的光折變機(jī)理，在純液晶樣品中觀察到明顯的自衍射現(xiàn)象，確認(rèn)這種現(xiàn)象是在分子取向一致的情況下，通過(guò)改變光照區(qū)域中液晶分子的取向，使得樣品局部發(fā)生折射率變化導(dǎo)致產(chǎn)生的。證實(shí)了純液晶5

4、CB樣品的光折變性能。并利用多光束實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在發(fā)生光折變效應(yīng)的液晶材料中確實(shí)存在折射率光柵。 簡(jiǎn)單介紹了摻雜PMMA和C60的聚合物分散液晶系統(tǒng)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了這種聚合物液晶系統(tǒng)的光折變機(jī)理，確認(rèn)了聚合物液晶系統(tǒng)的光折變性能。觀察發(fā)現(xiàn)聚合物液晶樣品產(chǎn)生光折變現(xiàn)象所需的外加直流電壓比純液晶所需電壓低，證實(shí)了：在聚合物液晶樣品中摻入C60后，由于C60的作用，液晶材料中建立了一個(gè)內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)，內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)又由于材料本身的電光效應(yīng)進(jìn)一步影響到

5、材料的光折變效應(yīng)，使得光折變效應(yīng)更容易產(chǎn)生。通過(guò)實(shí)驗(yàn)還觀察到，聚合物液晶樣品中形成衍射環(huán)的級(jí)數(shù)比純液晶樣品中衍射環(huán)的級(jí)數(shù)高，產(chǎn)生光折變現(xiàn)象所需的弛豫時(shí)間比純液晶中所需時(shí)間長(zhǎng)。證實(shí)了：在聚合物液晶系統(tǒng)中，由于PMMA的導(dǎo)電性能比較差，會(huì)導(dǎo)致聚合物液晶系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間比較長(zhǎng)。但由于PMMA是一種惰性聚合物，可以把其當(dāng)作一種粘合劑，將其加入到聚合物液晶系統(tǒng)后，在一定程度上可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使得樣品中光照區(qū)域上液晶小液滴的重新取向比純液晶中分