快速高Δn向列相液晶材料的探索

• 作 者: 何军
• 机 构: 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
• 出 处: 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 液晶材料

目前液晶自适应光学系统在校正大气湍流引起的光学波前畸变时，其校正速度还不能完全满足要求，主要原因是LCOS器件中的液晶响应速度较慢(10-20ms)。铁电液晶和双频液晶尽管响应速度很快(小于1毫秒)，但由于铁电液晶排列困难，双频液晶驱动电压很高(大于20伏)，目前都无法实用化。而向列相液晶具有排列简单、驱动电压低等突出优点，是当今应用最广泛的液晶材料。然而，一般液晶器件中所用的向列相液晶材料响应时间均为数十毫秒量级，因此本论文想通过对快速向列相液晶材料的研究使其接近2毫秒，以满足大气湍流变化频率；另外目前所用的液晶材料大都△n小于0.1，无法满足近红外波段超过1个波长的位相调制量要求，而要满足这个要求液晶的△n值需大于0.2。　　
本文根据粘度是影响液晶响应速度的最为关键的参数，通过对大量文献中查找到的液晶材料粘度的比较分析，总结出减小粘度的规律。论文对△n产生的物理根源进行了分析，认为延长分子的π电子共轭长度可增大△n，具体为增加苯环数量、引入碳碳三键和使用硫氰基作为极性取代基等。在此基础上，提出了5种分子结构，并通过Hyperchem软件进行模拟计算，预测了其△n值。综合比较后，认为其中一种结构能够同时满足较大位相调制量和快速响应的要求，在实验室中进行了合成。　　
针对实验室合成的一种新型液晶材料进行了一系列的观察测量。确定了它的相变温度并测试了混合液晶的双折射，并与同等情况下TEB30S的双折射进行对比。对比结果的说明了这种材料对液晶体系双折射率有明显的增强效果。从而为快速高△n向列相液晶材料的探索指明了方向。