研究目的
研究染料掺杂胆甾相液晶薄膜的角依赖性自发发射特性,包括光子带结构对斜入射角度下发射强度和偏振的影响。
研究成果
该研究表明,荧光客体分子能有效探测胆甾相液晶的光子带结构,揭示了发射强度和偏振的显著角度依赖性变化。实验首次证实了一阶能带的三重结构及其在大角度下与二阶能带的重叠现象,推进了对激光等光子器件应用的理解。
研究不足
角分辨率受狭缝尺寸限制,随角度增大而改善,但在小角度下表现较差。强度数据未针对立体角变化进行校正,可能影响大角度下的测量结果。界面处的折射率失配可能导致本征模耦合,且该模型假设非相干叠加,这可能无法完全捕捉斜入射时的复杂情况。
1:实验设计与方法选择:
研究采用连续波Nd:YAG激光器作为激发光源,使用甘油填充的折射率匹配槽,并配备包含偏振片、波片和光谱仪的检测单元进行角度依赖性测量。模拟透射率和色散关系时采用Berreman的4×4矩阵法。
2:样品选择与数据来源:
制备了四种手性掺杂剂浓度不同但染料浓度(DCM)固定的胆甾相混合物(S1-S4),并注入具有均匀平面取向的测试盒中。
3:实验设备与材料清单:
包括Nd:YAG激光器、光学狭缝、四分之一波长波片、偏振片、带边滤光片、光谱仪(Ocean Optics USB2000+UV-VIS-ES)、旋转平台、甘油、液晶盒(E.H.C.有限公司)、向列相主体HTW109100-100、手性掺杂剂及染料DCM。
4:手性掺杂剂及染料DCM。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:样品通过圆偏振激光激发,利用旋转检测单元在不同角度测量发射光。通过偏振分辨测量推导斯托克斯参数,每个光谱积分时间设置为两秒进行数据采集。
5:数据分析方法:
采用斯托克斯参数分解发射光谱为简正模,并运用Berreman方法进行模拟以对比实验结果。
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Spectrometer
USB2000+UV-VIS-ES
Ocean Optics
Detection and analysis of emitted light spectra.
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Quarter-wavelength retarder
superachromatic
Bernhard Halle Nachfolger GmbH
Used in the detection unit for polarization analysis of emitted light.
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Radiant Dyes
Fluorescent guest molecule doped into the liquid crystal for emission studies.
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Excitation source for the sample with frequency-doubled output at 532 nm wavelength.
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Container for the cholesteric liquid crystal samples with specific alignment.
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Jiangsu Hecheng Display Technology Co., Ltd
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