胆甾相液晶多重乳液微结构激光特性的研究进展
2020-07-21罗炜程车凯军李森森陈鹭剑
液晶与显示 2020年7期
罗炜程,车凯军,李森森,陈鹭剑
(厦门大学 电子科学与技术学院,福建 厦门 361005)
1 引 言
作为一种“自下而上”的自组装微结构,胆甾相液晶(Cholesteric liquid crystals,CLCs)能够自发地形成周期性的螺旋结构,引起了人们的广泛关注。其液晶分子的指向矢沿着螺旋轴的方向均匀扭转,从而形成折射率的周期性调制并表现出一维的光子带隙。基于独特的手性结构,当入射光的波长位于光子带隙内时,胆甾相液晶表现出了特有的选择性反射,即具有相同手性的光将被反射,而具有相反手性的光将完全透过[1-2]。反射光的中心波长由公式λ=np决定,n是平均折射率,而p则是胆甾相液晶的螺距,等于指向矢沿着螺旋轴方向旋转360°后所经过的长度。而胆甾相液晶的螺距p对温度、光场、磁场以及电场等外界条件敏感,因而在外场作用下可以调控布拉格反射(Bragg Reflection)波长的移动,大量的可调谐反射型光学器件研究基于该原理展开。
胆甾相液晶通常被约束在厚度为几微米到几十微米的传统液晶盒中,导致器件整体体积的增大,不利于器件的集成化。同时,内部液晶分子的排布受到液晶盒表面锚定条件的影响较大,因此,波长的调谐过程通常是不连续的,且器件只有在特定的方向上才能工作[3]。另一方面,通过乳化(Emulsification)技术,特别是微流控制备技术,使得胆甾相液晶的结构和尺寸调控成为可能。每个胆甾相液晶液滴及液晶核壳微结构都可以看成是一个小型化的光学器件,方便集成化,且易于大规模生产。……
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