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1、第二章 液晶的光学性质第三节 正交偏光下液晶的织构 补充说明旋转矩阵R和琼斯矩阵J1) 偏振光的干涉 平行偏振光垂直通过放在两偏振片之间的平行液晶片,设波片的快慢轴分别沿X轴和Y轴方向,第一片偏振片P1的透光轴与X轴的夹角为,第二片偏振片的P2的透光轴与X轴的夹角为。透过偏振片P1的线偏振光的振幅为a 它在快慢轴上的投影分别为 a cos 和 a sin,这两个分量通过液晶波片之后的位相差为:可分别表示为: Ex= a cosEy= a sin exp(i) 按前面的讨论,这样两束光合成的结果为椭圆偏振光。 现在在晶片后面再加一个偏振片只让光矢量平行于透光轴P2的分量透出来。Ex和Ey沿透光轴
2、P2的分量可以表示为: E=Excos= a coscos E”=Eysin= a sinsin exp(i)透出来的这两个分量振动方向相同,位相差固定,因而发生干涉。于是,干涉后的光强度可用下式表示: I= a2 cos2 cos2+ a2sin2 sin2+ 2a2 sin cos cos sin cos2将 cos2=1-2sin2 (/2)=1-2 sin2 (/2) 代入上式并简化后得到:现在分析得到的结果。 上式中的第一项与波片的参数无关。它是在不存在液晶的条件下由马吕定律所决定的背景光。直流分量上式中的第二项代表了由于液晶各向异性(neno)所引起的干涉效应。这一项与波长及双折射
3、率,玻璃之间的间隔有关。双折射 当=/4,=3/4,即两偏振片的透光轴正交,而且与波片的快慢轴的夹角都是45o时,第一项等于零,第二项有极大值。这说明背景光消失了,条纹对比度最好,用白光照明时,这种情况下所得到的彩色是最鲜明的。在研究液晶时,一般总是使它的指向矢与偏振片P1、P2的相对方位处于这种状态,常叫做正交偏振光。这时透射光强度为: 两偏振片透光轴从垂直转向平行时,色彩逐渐由鲜艳过渡到黯淡,再变得明亮和鲜明,这时=/4,光强度为: 向列型液晶偏振光干涉向列型液晶的织构 在偏光显微镜下,这些畴光轴方向的不同而使偏振光干涉颜色不同,看起来就是花纹或图案。不同类型的液晶花纹或图案的特征是不一样
4、的,常用的表征这个特性的术语叫做织构。胆甾型液晶的织构:随机Ch 液晶垂面取向Ch 液晶近晶型A液晶的织构:近晶型C*液晶的织构:1/4波片法测量向列型液晶器件的双折射率n原理光路图说明了什么问题?说明液晶e光的相位延迟 经过1/4波片后,转变成线偏振出射光的偏振角度 ,因此利用检偏器就能判定它的角度。实际测试方法略微复杂,例如:如何判定起偏器的角度?实验1.第二章 液晶的光学性质第四节 呈螺旋排列液晶相的光学性质 典型的螺旋排列液晶相可见于胆甾型液晶和手征向列型液晶,在显示中用的最多的“扭曲向列型”结构也是一种扭曲排列的结构。 螺旋轴为z轴的螺旋排列液晶的指向矢以下式表示:其中角周期: p 当q00时,液晶分子的扭曲方向是右手螺旋方向,当q00) 右旋晶体(0)法拉第旋光片胆甾液晶与电场方向无关,只和螺距有关(与电场强度有关)第五节: 斜入射光波在液晶中的传播分析方法:顺序分
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