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基于光控二芳基乙烯的手性向列相液晶体系研究进展

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化工学报 2022年第8期73卷 3381-3393页

作者：胡宏龙郑致刚朱为宏华东理工大学化学与分子工程学院上海200237 华东理工大学物理学院上海200237

光控手性分子开关结合到液晶材料体系中,可以有效利用其光诱导的手性变化,实现远程光刺激液晶材料的自组装螺旋超结构。二芳基乙烯(DAE)是一类新型的、有前景的光致变色分子,作为智能光响应开关,在手性向列相液晶材料体系中表现出优异... 详细信息

光控手性分子开关结合到液晶材料体系中,可以有效利用其光诱导的手性变化,实现远程光刺激液晶材料的自组装螺旋超结构。二芳基乙烯(DAE)是一类新型的、有前景的光致变色分子,作为智能光响应开关,在手性向列相液晶材料体系中表现出优异的性能。本文重点围绕结构设计,总结了一系列具备不同螺旋扭曲力(HTP)的手性DAE分子及其在液晶自组装螺旋结构中所产生的特定性能,如光可逆宽范围调控和光控手性反转。该类光控DAE手性向列相液晶体系在手性调控、光学显示、可调谐激光等领域具有巨大的应用潜力。最后讨论了该领域面临的挑战和机遇,并指出了未来可能的发展方向。

关键词：光致变色二芳基乙烯手性液晶螺旋扭曲力

Brief review of recent research on blue phase liquid crystal materials and devices

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Chinese Optics Letters 2013年第1期11卷 31-35页

作者：郑致刚胡伟诸戈孙牧沈冬陆延青 National Laboratory of Solid State Microstructures and College of Engineering and Applied Sciences Nanjing University Department of Physics East China University of Science and Technology Chemical Defence Institute

Both polymer stabilization and bent-shaped molecule doping strategies are utilized to widen the blue phase range of liquid crystals. The molecular structures of compositions are optimized for high thermo- optical and electro-optical performances. A low temperature applicable blue phase liquid crystal with suppressed hysteresis is achieved. The bistability of one blue phase liquid crystal is investigated. Based on these materials, fast tunable devices such as gratings with polarization insensitivity are designed and fabricated. The materials and device designs demonstrated here are suitable in wide applications requiring fast response time.

关键词： Optics Physics

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双重复合式液晶/聚合物电调谐光栅的制备

物理学报 2008年第11期57卷 7344-7348页

作者：郑致刚李文萃刘永刚宣丽中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室长春130033 中国科学院研究生院北京100049

采用一次性全息曝光的方法同时在样品上制备了周期分别为1μm和4μm,衍射效率电场可调的双重复合式液晶/聚合物光栅.使用He-Ne激光器对复合光栅的衍射特性进行了实验研究,发现光栅存在两个1级衍射极强峰.对峰值衍射效率的测定结果表明,... 详细信息

采用一次性全息曝光的方法同时在样品上制备了周期分别为1μm和4μm,衍射效率电场可调的双重复合式液晶/聚合物光栅.使用He-Ne激光器对复合光栅的衍射特性进行了实验研究,发现光栅存在两个1级衍射极强峰.对峰值衍射效率的测定结果表明,周期1μm的光栅衍射效率为90%,周期4μm的光栅,60%.结合耦合波理论计算了周期1μm和4μm光栅的衍射效率理论值,分别为92.57%和63.68%.实验结果与理论值符合得非常好.对电光特性的测试表明该复合光栅内的两套子光栅的驱动电压V90比较接近,分别为7 V/μm(周期1μm)和6 V/μm(周期4μm),从而保证了电调谐的同步性.

关键词：光栅液晶驱动电压电光特性

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基于信号功率谱的模拟电路嵌入式测试

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2012年第2期31卷 227-231页

作者：郑致刚胡云安陆航研究所北京101121 海军航空工程学院控制工程系山东烟台264001

针对模拟电路内建自测试问题,提出一种基于信号功率谱的嵌入式测试方法.采用由电压比较器构成的采样器对被测电路的输入信号和输出信号进行采样,得到频谱特性不变的数字信号序列,使用最大熵谱法计算输出序列和输入序列之间的功率谱密度... 详细信息

针对模拟电路内建自测试问题,提出一种基于信号功率谱的嵌入式测试方法.采用由电压比较器构成的采样器对被测电路的输入信号和输出信号进行采样,得到频谱特性不变的数字信号序列,使用最大熵谱法计算输出序列和输入序列之间的功率谱密度比,将得到的比值与正常电路的比值进行分类比较后,确定被测电路的故障状态.在基于DSP的模拟电路测试平台上,应用信号功率谱方法对低通滤波器电路进行测试.结果表明:该方法能有效地检测模拟电路中的各种故障,硬件实现方案简单易行,适合模拟电路的嵌入式测试.

关键词：模拟电路嵌入式测试故障诊断功率谱密度自相关函数采样器最大熵谱数字信号处理器

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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

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液晶微流体中拓扑缺陷的形态研究

液晶与显示 2022年第10期37卷 1278-1284页

作者：赵思纯沈冬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

为了研究向列相液晶微流体在不同界面限制内拓扑缺陷的产生与演化,制备了不同表面锚定条件的微通道。通过采用不同表面特性的基板与聚二甲基硅氧烷制备的结构层键合,并合理利用氧等离子体对通道内壁化学特性的改变,最终制备出3种不同表... 详细信息

为了研究向列相液晶微流体在不同界面限制内拓扑缺陷的产生与演化,制备了不同表面锚定条件的微通道。通过采用不同表面特性的基板与聚二甲基硅氧烷制备的结构层键合,并合理利用氧等离子体对通道内壁化学特性的改变,最终制备出3种不同表面锚定条件的微流体通道。观察向列相液晶在其中的流动,总结了不同类型拓扑缺陷的出现规律。实验结果表明:平面取向的微通道内液晶分子排列连续,不会出现明显的缺陷结构。混合取向的微通道在界面锚定之间的竞争作用下,会在上表面附近形成稳定的相错线,相错线的数量与微通道的宽深比相关。正常情况下,垂直取向的微通道内指向场的变化具有良好的连续性,通过控制流速突变产生回流可以有效破坏微通道内指向场的连续性,从而产生动态的拓扑缺陷。缺陷的数量与流速相关。当流速恒定时,缺陷结构会维持短暂的动态平衡,随后会在通道内产生规律的波动。

关键词：微流体向列相液晶微通道表面锚定拓扑缺陷

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高对比度低压驱动全息聚合物分散液晶光栅

光学精密工程 2010年第7期18卷 1504-1510页

作者：李文萃郑致刚刘永刚宋静宣丽中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室中国科学院研究生院华东理工大学理学院长春理工大学材料科学与工程学院

为了降低全息聚合物分散液晶光栅的驱动电压并提高其对比度,基于偏振原理设计了一种新型电调谐光栅。对传统的全息聚合物分散液晶(HPDLC)光栅进行了基板表面取向处理,加强液晶的均一排列程度,消除了液晶区域内的散射;然后,在光栅前面放... 详细信息

为了降低全息聚合物分散液晶光栅的驱动电压并提高其对比度,基于偏振原理设计了一种新型电调谐光栅。对传统的全息聚合物分散液晶(HPDLC)光栅进行了基板表面取向处理,加强液晶的均一排列程度,消除了液晶区域内的散射;然后,在光栅前面放置扭曲向列(TN)偏振调谐器,通过调节入射光的偏振方向,实现光栅内液晶折射率的变化,进而改变与聚合物折射率的差别,实现衍射强度的调谐。实验结果表明:光栅的阈值电压降低到了0.75～0.8V,对比度提高到了245:1,是传统HPDLC光栅的6～7倍,同时也大幅降低了散射损失且稳定性良好,可满足高端光学设备及显示产品方面的需求。

关键词：全息聚合物分散液晶光栅扭曲向列(TN)模式阈值电压对比度

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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基于丙烯酸酯的全息聚合物分散液晶光栅的动力学理论研究

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物理学报 2007年第1期56卷 15-24页

作者：郑致刚马骥宋静刘永刚胡立发宣丽中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

采用一维无限长模型分析法对全息聚合物分散液晶(HPDLC)做了动力学方面的研究,给出了相关的扩散动力学方程和聚合动力学方程,并与折射率调制度Δn相结合获得了光栅衍射效率的表达式,对HPDLC光栅性能的改善提供了理论上的指导.

关键词：全息聚合物分散液晶扩散动力学衍射效率