Analysis of Diffractive Properties Based on Nonlinear Optical Effect of Dye-Doped Liquid Crystals

基于染料掺杂液晶非线性光学效应的衍射特性分析

基本信息

批准号：
20J14875
负责人：
松本浩輔
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J14875/
关键词：
液晶非線形光学効果色素高分子回折回折光偏光光強度

项目摘要

本研究は，高分子安定化色素ドープ液晶に光を入射した際に発生する回折光の形状変化を利用し，入射した光の強度，偏光状態などの光学特性を同時検出することを目的とした。最終年に当たる本年度は，初年度に観察した高分子安定化色素ドープ液晶の回折光形状異方性を定量的に観察し，サンプル内部の分子配向変化，および材料物性との相関を詳細に調べた。初年度に作製した高分子安定化色素ドープ液晶に波長488 nmのレーザー光を入射したところ，楕円状回折光が出現した。CCDカメラを用いて最外殻の回折光を観察したところ，高分子安定化色素ドープ液晶のリング形状のアスペクト比は，従来の色素ドープ液晶と比較して明確に上昇した。液晶の弾性定数を測定したところ，高分子添加により弾性定数の異方性が向上することがわかった。この弾性定数の異方性増大はアスペクト比の向上を首尾よく説明する結果であることから，高分子添加によって分子配向変化挙動における異方性が向上することが異方的な回折リング形状を引き起こすと考えている。円偏光入射時にも，直線偏光入射時と同様な楕円状回折光が出現した。さらに，この回折光は定常的な円偏光入射により回転することを見出した。入射光強度やサンプルの膜厚，温度によって回転速度は変化することがわかった。以上の結果は，入射レーザー光の強度や偏光状態などの特性を，色素ドープ液晶により可視化できることを示唆するものである。

这项研究的目的是利用光入射到聚合物稳定的染料掺杂液晶上时发生的衍射光的形状变化来同时检测入射光的强度和偏振状态等光学特性。今年，即最后一年，我们定量观察了第一年观察到的聚合物稳定染料掺杂液晶的衍射光形状各向异性，并详细研究了样品内部分子取向的变化以及与材料性能的相关性。。当波长为488 nm的激光束照射到第一年生产的聚合物稳定的染料掺杂液晶时，出现了椭圆形衍射光。当使用CCD相机观察最外壳的衍射光时，与传统的染料掺杂液晶相比，聚合物稳定的染料掺杂液晶的环形的纵横比明显增大。液晶弹性常数的测量表明，聚合物的添加改善了弹性常数的各向异性。弹性常数各向异性的增加成功地解释了长径比的改善，因此聚合物的添加增加了分子取向变化行为的各向异性，这就是我认为的各向异性衍射环形状。当圆偏振光入射时，出现与线偏振光入射时相似的椭圆衍射光。此外，我们发现这种衍射光通过圆偏振光的恒定入射而旋转。发现旋转速度根据入射光强度、样品膜厚度和温度而变化。上述结果表明，可以使用染料掺杂液晶来可视化入射激光的强度和偏振状态等特性。

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Polarization-Responsive Behavior in Nonlinear Optical Effect of Polymer-Stabilized Dye-Doped Liquid Crystals

聚合物稳定染料掺杂液晶非线性光学效应中的偏振响应行为

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kohsuke Matsumoto;Koji Usui;Atsushi Shishido
通讯作者：
Atsushi Shishido

光の強さを認識してはたらく液晶

通过识别光强度来工作的 LCD

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shiyu Suzuki;Motoki Sakaguchi;Ryota Okamoto;Hideaki Kaneko;Takanori Karato;Kenta Suzuki;Masakazu Okazaki;松本浩輔，宍戸厚
通讯作者：
松本浩輔，宍戸厚

高分子安定化色素ドープ液晶の分子配向変化に基づく異方的回折光回転挙動

基于聚合物稳定染料掺杂液晶分子取向变化的各向异性衍射光旋转行为