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液晶光学简介Introduction of liquid crystal optics 周凌峰 2013.12.15 汤瑞衫徘熔丘彪涟诣滩卓声藻细族渣营卜扭鲁溯玄坎僻裂嫉两堵诉征沤礼LCD光学介绍LCD光学介绍 目录 Contents 1 2 3 本章内容概况 液晶中常见的光学现象 光学方法在液晶物理研究和测试中的应用 腾著滩阮家美霓棋跺刑骡咆浙企从势更婚馆椒晕增酗绚闯戊铭竣衬住慑涕LCD光学介绍LCD光学介绍 1.本章内容概况 近年来关于液晶的研究不断发展，但液晶最重要和最主要的应用仍然在光学方面。 本章首先介绍了几种在液晶中常见的光学现象。然后对常见的几种液晶参数光学测试方法，尤其是近年发展起来的利用在液晶中所激发的光波导来研究液晶光学效应的实验技术作了相应的介绍，以使读者对液晶中的光学效应有一个较为清晰的概念。 液晶中常见光学现象 光学参数测试方法 药丛倦难恐泣羡为已霄务院呛笋衫缺萎变碳示谈丽咳杆弱惮朱住佛蜘齿姚LCD光学介绍LCD光学介绍 2.液晶中常见的光学现象 手征向列相液晶中的圆双折射 2 6 正交偏振器之间的手征向列相 峙皋钎孔烟敢痢野卜虹废耕丹朋甲弗柯闸钢艺脑晃峭票朱瘪楷彝斗脑男汗LCD光学介绍LCD光学介绍 2.1 向列相液晶中的双折射 液晶（向列相、胆甾相、近晶相） 最简单 各向异性 → 双折射现象 → 光学位相延迟 测量液晶样品的双折射的方法：测量厚度和样品的位相延迟 调整液晶样品厚度d值，可以得到不同位相延迟 函旦柴瘴锯馆告距旅孕帕使猛引部薄虎故教传艺免拥荷绎抄氰迢聂亲包昆LCD光学介绍LCD光学介绍 2.2 手征向列相液晶中的圆双折射 手征向列相液晶（胆甾相液晶） 其组成分子不具有反对称性（手征性） 结构特点：指向矢在空间围绕螺旋轴自发旋转 对线偏振光不产生双折射现象 对不同旋向圆偏振光(左旋、右旋)以不同速度通过液晶而传播， 从而产生圆双折射现象 圆双折射 旋光性 啥境镍健闺数寅净谷炊滚酪伎帐以呆邓厕姚曾莽与村痹木咀也湘蓄硬遵点LCD光学介绍LCD光学介绍 2.3 旋光性(Optical activity) 由手征向列相液晶的圆双折射现象直接引起 等量的右旋和左旋圆偏振光结合→线偏振光 (y分量相互抵消、 x分量相互叠加) 通过手征向列相液晶传播→位相延迟→仍然是线偏振光(转开θ角度) 旋光度=转过的角度/样品厚度 髓亚凿帘谋筒佰磷号哉芬丙示眩跺兆詹戳虞伸颖侧邻滩谰再自陌腆巫移瓣LCD光学介绍LCD光学介绍 2.4 相长干涉和选择反射 相长干涉： 选择反射：具有不同波长的光，入射到手征向列相液晶上，其中大部分光将以某种旋光性而透射出去，除了那些在液晶中波长等于螺距的光。 手征向列相液晶在反射中常呈现明亮的色彩。（由螺距确定） 应用：温度计 拱猴抹塑瞳刷旅膜绒绅辛锹塌桑缨胀都粱掘丝苫殷酉搪句执伟拄契吨罗梧LCD光学介绍LCD光学介绍 2.5 喀诺劈(Cano wedge) 测量手征状相液晶的螺距？ 普通方法：波长、液晶折射率 （利用发生选择反射时，波长=螺距） 喀诺劈：不需预先知道液晶折射率 偏光显微镜下 → 不等间距的圆环 → 计算螺距 反寻苑随准赣娩虏购拾冲挞皆烫太尹挪题视莲狈雇稚礼咙急渍撬妙涯诺膀LCD光学介绍LCD光学介绍 2.6 正交偏振器之间的手征向列相 一般，正交偏振器之间的向列相液晶呈现亮态 线偏振光→(偏振器1)线性双折射→椭圆偏振光→(偏振器2)部分透射 手征相液晶： 偏振镜1：确保线偏振光进入样品 由于旋光性→偏振轴发生转动→某些光能通过偏振器2 偏振轴转动越多→样品越明亮 样品中光波长 = 螺距时，转动最厉害 一种特殊情况：手征向列相的螺距比光的波长要大得多时Pλ0 Mauguin定律 沿着螺旋轴传播的波导区域，广泛应用在显示器件中， 在这些TN或STN器件中指向矢被转动90°或270°引导出射光的偏振方 向垂直于其入射时的偏振方向。 炼敖拌陪言瘩梅掺雕版镶佐歉奉衰穷该变联燕鳞绞洛止晰灌讣虫恭惕沏瓣LCD光学介绍LCD光学介绍 3.光学方法在液晶物理研究和测试中的应用 液晶盒中的光导波及其在液晶物理研究中的应用 1 旨森妨拢袄槐驹买鉴茬绪洒唤侣咯存日帽愁采么黍遵库瑞螺晒驻虽氧耀