基于光导介层非对称结构液晶盒光折变效应的研究

发布时间：2017-10-02 02:15

  本文关键词：基于光导介层非对称结构液晶盒光折变效应的研究

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【摘要】：随着信息技术不断地进步,人们对显示技术的要求也逐步提高。全息立体显示技术因具有良好的显示性能而备受关注。作为一种极具发展潜力的全息立体显示材料,液晶具有强双折射性、所需外电压低等优点,成为人们研究的热点。为了更好地认识光导介层相关的表面效应在光折变过程中的主导作用,我们设计出一种基于光导介层非对称结构的液晶盒,并从两个方面来探究这种特殊结构液晶盒的光折变效应。第一部分内容是针对厚度为12.7μm非对称液晶盒,通过改变电场方向和入射面来研究不同情况下的样品光折变性质,进而认识光导介层对样品光折变过程的影响。在二波耦合实验中,出现两条变化趋势完全相反的增益系数曲线,经过分析,这可能与主导光栅形成位置有关。根据样品一阶衍射变化曲线,初步提出了电荷输运的物理模型,较好地解释了实验中观察到的现象。四种情况下样品响应速度随电压增加的变化趋势大致是一样的,当电压到达一定值后,响应时间基本保持在10.0 ms以内,最快可达到5.0 ms。此外,我们还与具有Zn Se光电导层的对称液晶盒在相同情况下进行了实验对比,发现非对称结构液晶盒在快速响应方面具有明显优势,达到快速响应的阈值电压比较低。这意味着,该结构液晶盒在视频全息立体显示方面具有极大的发展潜力。第二部分主要内容是通过测量不同厚度液晶盒的响应时间及二波耦合增益系数,得到液晶厚度对非对称结构液晶盒光折变性能参数的影响,从而认识表面效应和体效应的贡献。实验显示,样品的指数增益系数与液晶层厚度成反比,其中3.5μm液晶样品的增益系数高达4607 cm-1,是目前已报道的文章中最大的二波耦合增益系数,这含示表面效应在能量转移方面的主导地位。响应时间是由表面效应和体效应共同决定的,基本变化趋势是随着厚度的增加而增加。理论分析表明,样品厚度增加,体效应加强,液晶是高度绝缘的材料,载流子在体内的传输相对较慢,因此会拉低总体的响应速度。值得注意的是,样品过薄会影响液晶分子自由度,不利于液晶分子取向,进而增加响应时间。为了克服样品的散射问题,我们在原非对称结构的液晶盒基础上,引入一层厚度为500nm的Zn Se薄膜,有效地提高了样品的透射率。
【关键词】：光折变 液晶 非对称 电荷输运 表面效应
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN873;O435.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 引言9-10
• 1.2 光折变材料的发展概况10-13
• 1.3 液晶光折变研究13-16
• 1.4 课题研究的背景和意义16
• 1.5 课题的主要研究内容及结构16-18
• 第2章 液晶中光折变基本理论18-26
• 2.1 引言18
• 2.2 光折变效应基本理论18-23
• 2.2.1 Carr-Helfrich效应20-21
• 2.2.2 表面效应21-23
• 2.3 光折变效应的实验方法及表征参数23-25
• 2.3.1 二波耦合实验原理及表征参数23-24
• 2.3.2 四波混频实验原理及表征参数24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 基于光导介层非对称结构液晶盒表面效应主导光折变效应的系统研究26-41
• 3.1 引言26
• 3.2 样品的组成及制备26-28
• 3.3 基于光导介层非对称结构液晶盒的二波耦合特性研究28-33
• 3.3.1 二波耦合动态28-31
• 3.3.2 二波耦合增益系数31-33
• 3.4 基于光导介层非对称结构液晶盒的四波混频特性研究33-37
• 3.4.1 一阶衍射动态33-35
• 3.4.2 一阶衍射效率35-37
• 3.4.3 响应时间37
• 3.5 基于ZnSe光导介层对称结构液晶盒光折变效应的研究37-40
• 3.6 本章小结40-41
• 第4章 基于光导介层不同厚度非对称结构液晶盒光折变效应的研究41-50
• 4.1 引言41
• 4.2 基于光导介层不同厚度非对称结构液晶盒的二波耦合特性研究41-44
• 4.2.1 二波耦合增益系数41-42
• 4.2.2 二波耦合动态42-44
• 4.3 基于光导介层不同厚度非对称结构液晶盒的四波混频特性研究44-46
• 4.3.1 响应时间44-45
• 4.3.2 一阶衍射动态45-46
• 4.4 新型非对称结构液晶盒光折变效应研究46-49
• 4.5 本章小结49-50
• 结论50-52
• 参考文献52-57
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果57-59
• 致谢59

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本文编号：956977