新型全息聚合物弥散液晶光交换开关的研究

摘要

HPDLC是一种新型光电子信息功能材料.其高衍射效率,快速响应,制作简单的特点使其在光通讯,平板显示,信息存储,集成光学等领域有着广泛的应用前景,由于HLDLC本身具有电场调制衍射与透射两种状态的光交换能力.因此在光开关器件的制作上更是具有重要的研究意义和潜在的应用价值.为此以如何使其更好地应用于光开关器件为中心展开工作,完成了以下几个方面的研究工作;1.从分析HPDLC光栅形成机理入手,完成了HPDLC的配方配比,建立了折射率测量系统,全息记录系统,衍射效率测量系统,制备了HPDLC体全息样片.2.基于对HPDLC相分离开过程的研究.并结合扫描电镜下观察到的微观表面形貌,详细研究了衍射效率与聚合物单体选择,全息曝光条件,液晶填充,聚合温度,读出光偏振性等因素的关系.给出了相关机理研究结果与讨论,并最终使衍射特性得到优化.得到目前最大的衍射效率为80.2﹪.3.建立了HPDLC光开关器件电光特性的测试系统,研究了添加不同表面活性剂对聚合物界面对液晶的锚定能的影响机理.寻求到了降低器件工作电压的方法.分析了聚合物与液晶折射率不匹配性对器件对比度的影响.测量了器件的响应时间,并分析了引入损耗的主要原因.4.通过HPDLC材料的机理研究与器件的性能研究与测试.得到这样的光开关器件特性;衍射效率80.2﹪,阈值电压5V/μm,工作电压20V/μm,对比度21dB,响应时间与驰豫时间约100μs.插入损耗-0.78dB.

目录

文摘

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第1章 绪论

§1.1全息聚合物弥散液晶(HPDLC)的发展与应用

§1.2蓬勃发展的光交换开关器件

§1.3 HPDLC光交换开关工作原理与结构

§1.4工作内容简述

第2章 全息聚合物弥散液晶的配方和制备

§2.1全息聚合物弥散液晶的配方

§2.2全息聚合物弥散液晶膜的制备

§2.2.1 HPDLC光栅形成机理

§2.2.2 HPDLC的制备

第3章 全息聚合物弥散液晶衍射特性的优化

§3.1体全息的衍射效率

§3.2 HPDLC的表面形貌

§3.3HPDLC衍射特性的优化

§3.3.1聚合物单体的选择对衍射效率的影响

§3.3.2曝光强度对衍射效率的影响

§3.3.3液晶含量对衍射效率的影响

§3.3.4温度对衍射效率的影响

§3.3.5读出光偏振性对衍射效率的影响

§3.4小结

第4章 全息聚合物弥散液晶光开关的电光特性

§4.1电光特性测试装置

§4.2 HPDLC的电光特性

§4.2.1驱动电压

§4.2.2响应时间

§4.2.3对比度

§4.2.4插入损耗

§4.3小结

第5章 结论

参考文献

致谢

作者简历

博士后期间申请的课题和发表的论文