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蓝相液晶材料与光子学器件研究进展

液晶与显示 2017年第5期32卷 325-338页

作者：刘桢沈冬王骁乾郑致刚华东理工大学物理系上海200237

蓝相液晶是一种三维手性自组装软超结构材料,具有光学各向同性,选择性反射波长,快速响应等优秀特性,无论在显示还是光子器件的应用上都具有良好的发展前景,吸引了研究人员的大量关注。近十年关于蓝相液晶显示领域的研究与工程或应用发... 详细信息

蓝相液晶是一种三维手性自组装软超结构材料,具有光学各向同性,选择性反射波长,快速响应等优秀特性,无论在显示还是光子器件的应用上都具有良好的发展前景,吸引了研究人员的大量关注。近十年关于蓝相液晶显示领域的研究与工程或应用发展迅猛,于此同时催生了其在光子学这个后显示领域的研究。面对来自国际上其他先进国家的竞争与压力,中国大陆的学者们奋勇迎接,经过短短数年的发展获得了一批有显示度的成果,在国内外的优秀期刊上报道了一系列富含学术性和实用性的工作。具备高热稳定性与显著电光调制特性的新型蓝相液晶材料及其光子学器件,如衍射光栅、相位调制器、透镜、激光以及光衰减器等,相继被开发出。本文追逐这些前辈留下的脚印,从材料制备、性能到光子器件设计、应用进行了概括性的回顾,旨在通过此综述激发出蓝相液晶在非显示光子学应用领域更多的研究灵感;若能起到进一步促进该领域发展的作用,笔者将感到幸甚之至!

关键词：蓝相液晶超结构材料设计光子器件

基于LCP/TLC的复合多维偏振型防伪器件

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物理学报 2023年第17期72卷 225-232页

作者：朱雨雯袁丛龙刘炳辉王骁乾郑致刚华东理工大学材料科学与工程学院上海200237 华东理工大学物理学院上海200237

现代防伪技术的发展可有效抑制和打击伪造仿冒行为,在信息安全、国防和经济等领域具有重要意义.然而,实现多维度、集成化、难复制且便于检测的光学防伪器件仍是一个挑战.本文设计了一种基于图案化液晶聚合物(LCP)薄膜与热致变色胆甾相(T... 详细信息

现代防伪技术的发展可有效抑制和打击伪造仿冒行为,在信息安全、国防和经济等领域具有重要意义.然而,实现多维度、集成化、难复制且便于检测的光学防伪器件仍是一个挑战.本文设计了一种基于图案化液晶聚合物(LCP)薄膜与热致变色胆甾相(TLC)复合而成的多维偏振型防伪器件,它具有偏振态显现-隐藏、颜色调谐范围广、操作便捷、集成度及安全性高等优点.对于特定偏振态的入射光,图案化向列相LCP层可对其进行区域化相位编辑产生偏振态调制,而TLC层对该入射光进行选择性反射,因此巧妙地实现了一种图案化结构色防伪标签.该防伪器件可通过调整入射光偏振方向实现彩色图案的显现、隐藏、色彩调节及图底转换.此外,该器件中的TLC层不仅可通过灵活设计体系配比,满足不同环境温度对该防伪器件的应用需求,增强其环境适用性,还可便捷地利用体温进行加热,实现图案的动态实时宽谱域色彩调制及可逆的图案擦除,进一步增强其防伪维度与安全性.本文所述器件为防伪领域的发展提供了崭新的思路.

关键词：偏振依赖多维度防伪热致变色液晶液晶聚合物

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液晶光控取向技术进展

液晶与显示 2015年第5期30卷 737-751页

作者：王骁乾沈冬郑致刚郭海成华东理工大学理学院物理系上海200237 香港科技大学先进显示与光电技术国家重点实验室合作伙伴中国香港

液晶光控取向技术是一种通过偏振光照射来实现液晶取向的非接触式方法,不同于摩擦取向法,它具有无污染、无静电、易实现微区多畴取向等优点,因此引起了世界各地科研工作者的广泛关注。本文综述了液晶光控取向技术的研究现状和最新进展,... 详细信息

液晶光控取向技术是一种通过偏振光照射来实现液晶取向的非接触式方法,不同于摩擦取向法,它具有无污染、无静电、易实现微区多畴取向等优点,因此引起了世界各地科研工作者的广泛关注。本文综述了液晶光控取向技术的研究现状和最新进展,简略地阐述了一些光控取向技术的基本原理以及液晶光控取向材料的工作机理。本文重点介绍了目前光控取向研究中比较新颖的一种光诱导偶氮染料取向的方法,并且从液晶光控取向在曲面及柔性基底、光数据处理及高空间分辨率的光处理系统、具有复杂几何图形取向的液晶光学元器件、3D光可擦写及铁电液晶显示器、光学滤光器和其他光控取向材料这六个方面列举了一些液晶光控取向技术的最新应用。

关键词：液晶光控取向各向异性偏振光偶氮染料

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光定域化蓝相软晶格结构的光学应用

液晶与显示 2018年第7期33卷 539-547页

作者：袁丛龙周康王骁乾沈冬郑致刚华东理工大学理学院上海200237

实验利用表面光取向技术控制蓝相晶格的有序生长,将光定域化取向与分子自组装相结合。通过对基板表面进行交替的取向/非取向控制,平面内获得周期排列的微结构,使蓝相图形化结构的反射光强度在空间上形成周期性调制,同时设计制备了振幅... 详细信息

实验利用表面光取向技术控制蓝相晶格的有序生长,将光定域化取向与分子自组装相结合。通过对基板表面进行交替的取向/非取向控制,平面内获得周期排列的微结构,使蓝相图形化结构的反射光强度在空间上形成周期性调制,同时设计制备了振幅型衍射器件;通过对基板表面做正交取向方向交替排列的微结构,使蓝相图形化结构的反射光相位在空间上形成周期性调制,设计制备了相位型衍射器件。这两类衍射器件均具有对入射光的波段选择性,即只有当入射光的波长局域在蓝相的反射带时才会呈现衍射效应。蓝相液晶软物质的特性又赋予它在电场下可调谐的波段选择性,即反射带位置随电场的增加发生红移从532nm到610nm,电场撤除则回复到初始状态。同时,借助于光取向材料的光可擦写特性,蓝相晶格的取向微结构能够重复的擦写与重构,从而实现不同衍射器件乃至不同衍射调制方式的转换。

关键词：蓝相液晶光取向定域化超结构衍射刺激-响应

Effect of fluorine groups and different terminal chains on the electro-isomerization of azobenzene liquid crystals

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Chinese Physics B 2016年第9期25卷 136-142页

作者：熊晶晶沈冬郑致刚王骁乾 Department of Physics East China University of Science and Technology

A series of azobenzene liquid crystals with one or two terminal acrylate groups were synthesized and their polymers were *** azobenzene liquid crystals and their polymers achieved the photoisomerization from the liquid crystalline trans-isomer to the isotropic cis-isomer with UV ***,the cis to trans isomerization induced by an electric field was studied,the time required for electro-isomerization was measured,the texture change and absorption variation from cis to trans form induced by the electric field were observed clearly,and the time required for electro-isomerization was much shorter than that for thermal *** influence of the polar group（fluorine）,terminal acrylate group,and flexible alkyl chain on the time of electro-isomerization was *** results show that the compounds with polar fluorine group require shorter time for electro-isomerization and the polymerization of terminal acrylate group delays the electro-isomerization.

关键词： electro-isomerization azobenzene liquid crystals fluorine

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蓝相液晶指向有序的定域化及微结构制备

物理学报 2018年第6期67卷 170-176页

作者：周康袁从龙李萧王骁乾沈冬郑致刚华东理工大学物理系上海200237 华东理工大学材料科学与工程学院上海200237

蓝相液晶晶格指向有序性的体系构建对先进光子学应用乃至软物质三维可控生长具有重要的科学与技术意义.对指向有序性的蓝相液晶进行定域化的高分子稳定,进而形成蓝相区域的微结构图案化,有望实现全新的光子调控器件.本文使用稳定性好、... 详细信息

蓝相液晶晶格指向有序性的体系构建对先进光子学应用乃至软物质三维可控生长具有重要的科学与技术意义.对指向有序性的蓝相液晶进行定域化的高分子稳定,进而形成蓝相区域的微结构图案化,有望实现全新的光子调控器件.本文使用稳定性好、操作简易、普遍的摩擦取向方法,达到蓝相晶格指向一致化目的,同时结合掩膜曝光的手段进行区域可控的光聚合,即定域光聚合,达到对蓝相晶格的定域化高分子稳定,实现了晶格指向有序、稳定性强的蓝相区域微结构图案化分布.最后基于这样的特殊结构,研究了潜在的光子学等方面的应用.

关键词：蓝相高分子稳定定域微结构

特殊液晶光学材料——扭曲-弯曲向列相液晶及应用

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液晶与显示 2020年第7期35卷 645-661页

作者：余丽红刘炳辉沈冬王骁乾郑致刚华东理工大学物理系上海200237

扭曲-弯曲向列相是一种手性向列相,具有纳米级螺距的倾斜螺旋结构。由于其负弯曲弹性常数、纳米级螺距以及非手性分子形成手性结构等性质,引起了世界各地科研工作者的广泛关注。本文回顾了扭曲-弯曲向列相研究的发展历程,重点介绍了对扭... 详细信息

扭曲-弯曲向列相是一种手性向列相,具有纳米级螺距的倾斜螺旋结构。由于其负弯曲弹性常数、纳米级螺距以及非手性分子形成手性结构等性质,引起了世界各地科研工作者的广泛关注。本文回顾了扭曲-弯曲向列相研究的发展历程,重点介绍了对扭曲-弯曲向列相的特征、性能、分子运动、分子基团的研究,阐述了扭曲-弯曲向列相在外场作用下微观结构的变化以及对扭曲-弯曲向列相的理论及模拟研究的发展现状,并探讨了扭曲-弯曲向列相液晶的应用前景和发展趋势。本文从材料的特性、性能、应用等方面对扭曲-弯曲向列相液晶进行综述,旨在让广大读者对这种特殊液晶光学材料的相关研究有比较全面的了解,以此激发读者对扭曲-弯曲向列相液晶材料在相态结构、理论模拟乃至应用领域等方面更多的研究灵感。希望本文能够起到抛砖引玉的作用,从一定程度上对该领域的研究发展有所促进。

关键词：液晶扭曲-弯曲向列相 CB7CB 分子基团

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基于液晶图案化组装的宾主型显示器制备

液晶与显示 2023年第8期38卷 1014-1021页

作者：那泽生刘璇孙沛智王骁乾郑致刚华东理工大学材料科学与工程学院上海200237 华东理工大学物理学院上海200237

宾主液晶器件能够在保持视野清晰的前提下实现对光透过率的调节,已被广泛应用于透明显示领域。但由于其系统复杂,在一定程度上限制了实际应用。本文通过采用区域化聚合物模板技术,制备了一种分子平行组装和螺旋组装共存的图案化宾主液... 详细信息

宾主液晶器件能够在保持视野清晰的前提下实现对光透过率的调节,已被广泛应用于透明显示领域。但由于其系统复杂,在一定程度上限制了实际应用。本文通过采用区域化聚合物模板技术,制备了一种分子平行组装和螺旋组装共存的图案化宾主液晶器件。基于两区域对外界刺激响应的差异性,调节电场和偏振方向可实现图案多灰度动态显示。结果表明:在电场控制模式下,染料液晶平行组装区域的光透过率从3.28%上升到63.22%,两区域的透过率对比度从0.41提高到5.12。在偏振方向控制模式下,平行组装区域的光透过率从3.28%升至65.45%,两区域的对比度从0.41升至4.54。所制备的宾主液晶器件具备结构简单、易于调谐等特点,可适应于不同场景下的图案显示,进一步推动了液晶器件在透明显示领域及光学防伪领域的应用和发展。

关键词：宾主液晶聚合物模板图案化组装动态显示

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通过定制条纹电极实现向列子的偏转

液晶与显示 2023年第9期38卷 1164-1170页

作者：张耸宇王翼飞沈冬王骁乾罗锻斌郑致刚华东理工大学物理学院上海200237 华东理工大学材料科学与工程学院上海200237

向列相液晶是一种研究空间光孤子的绝好的非局域非线性介质。为了对向列相液晶中空间光孤子的偏转进行灵活的调制,设计了具有梳状电极结构的液晶盒。对这种定制电极结构的液晶盒施加电场可以实现向列液晶在周期阵列内的调制,从而实现了... 详细信息

向列相液晶是一种研究空间光孤子的绝好的非局域非线性介质。为了对向列相液晶中空间光孤子的偏转进行灵活的调制,设计了具有梳状电极结构的液晶盒。对这种定制电极结构的液晶盒施加电场可以实现向列液晶在周期阵列内的调制,从而实现了向列子和向列子对的可控偏转。在液晶分子的不同取向区域,入射激光束形成的向列子可以产生不同角度的偏转。当光束入射到定制电极宽度为910μm的液晶盒中,通过改变光束的入射位置可以实现单光束约60°范围内的偏转。双光束入射到不同的位置可以形成多种偏转组合形式。改变光束的入射角度,可以观察到向列子对在界面处的非线性全反射。此外,将定制条纹电极的宽度更改为300μm后,向列子对可以实现平行传输到相互会聚或发散之间的切换。这些关于向列子偏转的调控方法可以在全光电路和光通信中发挥重要作用。

关键词：向列相液晶向列子向列子对光束偏转液晶阵列

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