电场作用下染料掺杂手性向列相液晶器件激光辐射谱研究

研究了电场作用下染料掺杂手性向列相液晶器件激光辐射谱。设计了两种电极结构,分别对正性和负性液晶器件施加横向和纵向电场,采用532nm的Nd∶YAG脉冲固体激光器泵浦样品。对正性液晶器件施加电场,在630~660nm范围获得多波长的激光输出。对负性液晶激光器件施加电场,获得调谐范围为18.5nm的激光输出。由器件织构和光子禁带的变化,进行了深入的分析。正性液晶器件,在电场力矩与扭曲力矩相互竞争过程中,引起液晶的流动,光子禁带上下浮动,因此不仅在禁带边沿,禁带内也出现激光辐射。而负性液晶器件随着电场强度增大,液晶螺距收缩,禁带蓝移,输出激光波长从681.0nm蓝移到662.5nm,出射激光波长为光子禁带边沿处。负性液晶器件在电场作用下的稳定性较好。

染料掺杂手性向列相液晶器件中实现随机激光辐射

设计制作了染料掺杂手性向列相液晶器件,研究了其随机激光辐射行为。均匀混合激光染料DCM和PM597、手性剂S-811、向列相液晶TEB30A,注入无摩擦取向的40μm液晶盒,制成焦锥织构态的手性向列相液晶激光器件。采用固体Nd:YAG倍频532nm波长的脉冲激光作为抽运光泵浦样品。掺杂激光染料PM597和DCM的液晶器件分别在575～588nm和600～620nm范围显示了尖锐、分立的随机激光辐射峰,线宽约为0.3nm。探测了器件在不同方向上的激光辐射谱,在与样品表面夹角约为45°～150°的范围内均能探测到随机激光。在器件中,手性向列相液晶焦锥织构态对光的强散射作用是随机激光产生的主要原因。

染料掺杂手性向列相液晶激光器的制备和研究

设计制作了PM597染料掺杂手性向列相液晶器件,研究了其激光辐射行为。混合激光染料PM597、手性剂S-811、向列相液晶TEB30A,制成平面态织构的手性向列相液晶激光器件。采用固体Nd∶YAG倍频532nm波长激光作为抽运光,在光子禁带短波和长波边沿同时获得波长分别为571.1、615.5nm的激光输出。对于器件产生激光辐射的机理,采用光子态密度理论进行了分析,根据实际样品各成分的配比,模拟出态密度随波长的变化曲线。在器件中,光子禁带边沿处光子态密度最大,此处器件阈值较低,容易产生激光辐射。

CNC作为结构色材料在食品包装中的应用

纤维素纳米晶体(CNC)作为一种植物基材料,具有手性向列相结构,其生物降解性强、密度低、生物适应性强、表面羟基丰富、亲水、无毒,并可形成结构色,在食品包装中具有广阔的应用前景。本文基于CNC的结构和性能,对CNC的制备方法、CNC作为结构色材料在食品包装中的智能显色应用以及其他功能应用(如保鲜包装、可食性包装、活性包装)进行综述、归纳和分析,并对其在食品包装中的进一步应用研究进行展望。

SU-8光栅结构中的液晶激光特性

设计制作了SU-8光栅结构的染料掺杂手性向列相液晶激光器件,在器件正面和侧面均实现了随机激光辐射。将激光染料PM597、手性剂S-811、向列性液晶TEB30A按一定比例均匀混合,注入反平行摩擦处理的液晶盒中,器件的下基板通过光掩模法刻蚀出周期为15μm的光栅。利用532 nm的Nd∶YAG固体脉冲激光器作为泵浦源,器件的侧面既在580~590 nm范围内出现了多个离散分立的随机激光辐射峰,FWHM约0.19 nm,又在579~585 nm范围内出现独立的两个激光辐射峰,FWHM约0.19 nm;在器件正面获得了584~590 nm范围的随机激光辐射谱,FWHM约0.17 nm。加热器件至61℃,液晶相变为各向同性态,器件侧面仍出现了波长约590.60 nm、FWHM约0.24 nm的激光辐射峰。分析得出,液晶盒中引入SU-8光栅结构后,光子同时在液晶分子间多重散射和SU-8光栅中布拉格反射获得反馈放大,两种机制相辅相成。器件侧面出现的独立激光辐射峰主要由SU-8光栅布拉格反射提供反馈放大形成,而器件侧面和正面的随机激光辐射峰主要由液晶分子间多重散射提供反馈放大形成。

光子晶体光纤载体中液晶随机激光辐射行为

将向列相液晶TEB30A、手性剂S-811、激光染料PM597的混合物填充空芯光子晶体光纤中,以Nd:YAG倍频532 nm激光作为泵浦光源,测量激光辐射谱,研究了光子晶体光纤载体中的随机激光辐射行为。泵浦激光侧面入射,侧面出射随机激光波长范围为590~605 nm,半高全宽约为0.3 nm;辐射方向较广。泵浦光端面入射,端面出射随机激光波长范围为580~605 nm,半高全宽约为0.3 nm。加热样品至各向同性温度时,端面和侧面激光辐射被关断。由实验结果得出,光子晶体中随机激光辐射源于微孔中填充的染料掺杂液晶混合物。手性向列相液晶中光子传输平均自由程和液晶分子介电张量的涨落随温度的变化,是影响出射激光强度的主要因素。

有玻璃态和液晶态的胆甾烯基苯并菲的合成及介晶性

将盘状液晶基元苯并菲与手性向列型液晶基元胆甾烯基结合的化合物,可望出现全新的性质.合成了含有胆甾烯基的苯并菲化合物C18H6(OC5H11)5(OC5H10COOCh)(2),2,7-C18H6(OC5H11)4(OC5H10COOCh)2(4),C18H6(OR)3(OCnH2nCOO-Ch)3(R=C5H11,C7H15,C9H19,C11H23,n=1,5,10)(6a～6f),C18H6(OC5H10COOCh)6(Ch:cholesteryl)(8).偏光显微镜和差示扫描量热法对这些化合物的热致介晶性研究结果显示,化合物4,6a～6e具有手性盘状向列相和玻璃态,8呈现近晶B相(SB)和玻璃态.随间隔基长度n和烷基链R碳原子数的增加,化合物玻璃化温度和清亮点呈下降趋势.随着胆甾烯基数目减少,化合物的玻璃化温度和清亮点降低.

基于纤维素纳米晶体的多功能传感器的应用研究

纤维素纳米晶体(CNC)是具有优异力学性能、光学性能和表面化学性能的纳米材料,近年来受到了研究者们的广泛关注。基于CNC的传感器具有对外部环境刺激的单重、双重及多重响应,如湿度、气体、p H、溶剂、温度、光等驱动传感,这使其在信息加密、健康检测、食品、环境监测、储能、可穿戴等领域中显示出巨大的应用潜力。本文对CNC的关键特性进行了简要介绍,并重点分析了基于CNC的多功能传感器的重要应用发展研究机制,最后总结了CNC基传感器材料在制备过程中存在的主要问题和面临的挑战,为提高其性能和功能化创新应用提供参考。