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液晶是介于品态和液态之间的一种具有热力学稳定相态的独特物质。它既具有品态的各向异性，保留着一定的品态物质分子的有序排列，又具有液态的流动性和一定的枯度。由于液晶分子介电常数的各向异性，液晶表现出明显的光学各向异性。同时，液晶分子的取向可以通过外场(电，光等)进行调控，因此液晶在光学器件的发展过程中扮演了重要的角色，应用非常广泛。本文研究了液晶与光子晶体、纳米纤维等的耦合，在此基础上制备了几种新型可调制光学器件，详细讨论了其光学特性。主要的研究内容如下：
1)合成了具有光学活性的小分子偶氮液晶BMAB与侧链偶氮液晶聚合物PA6AB2。通过不同反应条件的比较，对产品的合成路线进行了优化。对于小分子偶氮液晶BMAB的合成，通过改进简化了实验操作，缩短了反应周期。对于侧链偶氮液晶聚合物PA6AB2的合成，提高了中间体的产率。
2)利用小分子偶氮液晶BMAB制备了一种新的光敏性聚合物分散液晶(PDLC)薄膜，其开关状态能通过光照进行控制。在此基础上，基于光敏PDLC膜、胶体品体和全反射镜面，本文构建了一种新型可调制光子器件。其光子禁带在可见-紫外光的照射下，能实现波峰-波谷的可逆翻转，拓宽了光子器件的调制模式。在选波、显示领域有着广阔的应用前景。由于小分子液晶在各向同性时是亚稳相态，所以此光子器件禁带的可逆翻转是单稳态的过程。本文进一步利用偶氮液晶聚合物代替聚合物分散液晶薄膜，利用摩擦机理对液晶聚合物分子取向，实现了光子器件禁带的双稳态的可逆翻转。
3)基于定向静电纺丝技术制备得剑了高取向性纳米纤维薄膜，利用定向纳米纤维对液晶分子取向的诱导，构建了一种新型可调制散射型偏振片。实验结果显示，填充有混合液晶(5CB-BMAB)的定向PMMA纤维薄膜在500nm-700nm的波长范围内，表现出明显的偏光特性。在此基础上，本文利用光敏混合液晶从各向异性(nematic phase)到各向同性(isotropicphase)的光致相变，调节液晶与纤维折射率的匹配程度，实现了纤维薄膜偏光特性的光控切换。在光控开关等领域有潜在的应用前景。研究表明，填充液晶的定向纤维薄膜的偏光特性与折射率、纤维直径、膜厚等因素有关，本文通过实验探讨了这些因素对定向纤维薄膜偏光特性的影响，优化了器件参数，为进一步的应用开发打下了基础。
4)胆甾相液品具有螺旋状结构，是一类一维光子晶体，具有优良的光学特性。其禁带通常随着温度的升高而蓝移。本文首先利用向列液晶5CB和胆甾醇碳酸脂制备了胆甾相液晶，其优点是液晶温度区间较低，在室温附近，便于操作与应用。在此基础上，利用胆甾相液品和SiO2胶体晶体的耦合，制备了可调制双禁带光子晶体。实验结果显示，当SiO2胶体晶体的反射峰在胆甾相液晶的禁带范围之内，则在一个狭窄的温度范围内，两个禁带将耦合成为一个反射率大在增强的单峰。此过程随着温度的改变，可以在单峰一双峰之间自由的切换。因此，此器件在波分复用、光子传输等领域有着巨大的应用前景。在此基础上，本文在胆甾相液晶中引入偶氮液晶，实现了双光子晶体的光控调制。同时研究了电场调制的过程。