Effect of polymer structures on electro-optical properties of polymer stabilized liquid crystal films

The polymer stabilized liquid crystal(PSLC)film is a relatively novel electro-optical material,which is generally obtained by dissolving a small amount of a bifunctional photoreactive monomer in a low molecular mass liquid crystal.In this paper,the PSLC films were prepared with photoreactive biphenyl methacrylate monomers by photopolymerization induced phase separation.The effects of liquid crystal concentration,curing time,monomer structures and alignment layer on the electro-optical properties of PSLC films were investigated.The results show that the transmittance in the OFF state(TOFF)increased with the liquid crystal concentration,but the driving voltage decreased.TOFF was also influenced by the curing time.Furthermore,when polyimide was used as alignment layer,the films prepared from the bifunctional monomer shows a higher TOFF,while those from the single functional monomer exhibited a deformed electro-optical curve due to the unsteady polymer networks.

树枝状偶氮液晶高分子(PAMAM-MMAZO)的合成及表征

采用扩散法合成了1-2代树枝状聚酰胺-胺（PAMAM）。采用Michael加成方法对树枝状PAMAM进行表面修饰，将6-（4′-甲氧基4-氧基偶氮苯）-甲基丙烯酸已酯偶氮液晶基元（MMAZO）引入树枝状PAMAM的末端，在常温常压下合成了树枝状偶氮液晶高分子PAMAM-MMAZO。用液相色谱分析产品的纯度，用红外光谱（IR）和核磁共振谱（1^H NMR）对合成产物结构进行了表征。以差热分析（DSC）和偏光显微镜（POM）研究了其液晶性。结果表明，采用此法可成功合成树枝状高分子液晶PAMAM-MMAZO，纯化后其纯度可达90％以上，产率可达45％以上。液晶性研究显示，PAMAM-MMAZO呈现出典型的向列型液晶织构。

偶氮苯聚合物掺杂液晶光栅的研究

将偶氮苯聚合物和向列相液晶以一定比例混合后注入液晶盒,用线性偏振光进行掩膜光照,引发偶氮苯聚合物发生顺反异构,诱导液晶产生光双折射现象,形成偶氮苯聚合物掺杂液晶光栅,样品通过光学显微镜和He-Ne激光器的检测,结果表明该光栅具有清晰的光栅结构,衍射效率高并具有电场可调谐性,更为重要的是驱动电压大幅降低,可与集成电路匹配。

多壁碳纳米管掺杂的聚合物分散液晶光栅的电光特性

为了提高全息聚合物分散液晶的衍射效率以及降低其驱动电压和阈值电压,通过在聚合物分散液晶中掺杂多壁碳纳米管(MWCNT)研究其对H-PDLC光栅的电光特性的影响。本文采用了全息干涉的方法制备了4种质量分数(0,0.03%,0.05%,0.07%)MWCNT掺杂的H-PDLC光栅。结果表明MWCNT可以提升材料在532 nm处吸收率,从而导致掺杂0.05%多壁碳纳米管的H-PDLC光栅的一级衍射效率可以达到91%。同时引入MWCNT通过降低电阻率、增加电容改变了介质的介电性能,从而增强电场,表现为掺杂0.05%MWCNT时0.68 V/μm的低阈值电压和1.78 V/μm的低饱和电压。另外,随着MWCNT掺杂质量分数增加,H-PDLC的对比度逐渐降低。

聚合物分散液晶光栅的制备实验

把夹预聚物分散液晶的玻璃用菲林掩膜遮盖,在紫外灯下进行弱准直光曝光,使液晶和聚合物产生相分离,形成聚合物分散液晶光栅。并采用偏光显微镜对光栅的形貌进行检测,利用激光笔对光栅的电光特性进行测定,证明衍射效率具有电场可调谐性。实验方法简单易操作,现象明显,在光栅常数较大时可以明显看到衍射效果,对液晶物理专业基础实验的教学具有参考意义。

基于全息液晶/聚合物光栅的分布反馈式激光器的波长调谐特性研究

首先制备了不同周期的染料掺杂全息液晶/聚合物光栅并进行激光抽运实验,得到了激光器的调谐曲线,确定了激光器在574 nm到685 nm的谱带里均可以实现激光输出,即激光器具有110 nm左右的可调谐范围.之后,通过温控仪控制样品的温度,对周期为610 nm的染料掺杂全息液晶/聚合物光栅进行激光抽运,探测不同温度下的输出激光光谱,观察到随着温度由20℃升高到65℃,激光器的中心波长由627.9 nm减小到623 nm,产生了4.9 nm的波长蓝移.

基于聚合物分散液晶的二维六角晶格变间距光栅的研制

利用柱面波与平面波干涉形成一种二维(2D)全息聚合物分散液晶(H-PDLC)变间距光栅。为了使聚合物与液晶分离得更加彻底,采用曝光强度为16mW/cm2、波长为532nm的激光进行实验,并且两次曝光时间分别为2s和60s,通过将样品二次曝光和旋转60°形成2D六角晶格H-PDLC变间距光栅,分别研究了光栅的理论周期变化范围、衍射特性、电控特性以及影响光栅周期变化的参数分析。结果表明:在半径为6 mm的圆形范围内,光栅的周期变化区间为1.804~2.281μm,与理论计算所得结果基本一致。在没有加载电压的情况下,一级衍射效率达18.3%,当加载电压达到90V时,零级衍射效率由15.6%增加至73%。该光栅具有变周期和电控特性,在衍射光学领域具有潜在的应用价值,可用于染料掺杂2D H-PDLC光栅的可调谐多波长有机激光器的研究。