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研究生:蔡佳怡
研究生(外文):Chia-Yi Tsai
論文名稱:摻雜染料「液晶-聚合物」薄膜在光學快速記錄性質之研究
論文名稱(外文):Studies of fast optical recording in dye doped polymer-dispersed liquid crystal films
指導教授:傅永貴
指導教授(外文):Andy Ying-Guey Fuh
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:物理學系碩博士班
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:82
中文關鍵詞:液晶光學儲存液晶-聚合物偶氮染料
外文關鍵詞:Polymer-Dispersed Liquid Crystaloptical recordingLiquid crystalazo dye
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在本論文中,我們更細微的研究摻雜染料之聚合物混合液晶(DDPDLC)光柵形成的動態過程,使用Q開關Nd:YAG 雷射,其輸出為約8ns脈衝(λ=532nm),兩道相干的線性偏振激發光束,以一個脈衝照射在DDPDLC的材料上,用s及p線性偏振He-Ne雷射光同時偵測一階繞射強度之動態變化:更證實偶氮染料分子(Methy1 Red)在干涉條紋光強處受光激發之後,會先轉至垂直於光場偏振方向,再擴散及吸附到液晶顆粒的內面,形成永久的表面錨定力,對液晶提供垂直激發光場方向的負向力矩。因此在光強處的液晶會被轉動到垂直光場的方向而不同於光弱處(仍維持在random的狀態),而形成全像的光柵;再者,光學儲存除了強調寫入的時間短外,更要要求其記錄達穩態的時間及強度,所以我們藉由改變激發光的強度、MR濃度及LC 液晶顆粒的大小,來最佳化穩態記錄的時間及繞射強度。最後我們用鎖模Nd:YAG雷射(duration~30ps) 一個脈衝照射下,發現具有更快速記憶的效果,將快速記憶又推向更高的成次。
In this thesis, we study the dynamic behavior of the holographic grating written in Dye-Doped Polymer-Dispersed Liquid Crystal (DDPDLC) films. The grating is written by using a Q-switched second-harmonic generation Nd:YAG pulse(λ=532nm, duration~8 ns), while probed by a He-Ne laser. From the dynamic study of the first order diffraction intensity of the probe beam, we believe that the photoexcited dye molecules are diffusing and adsorbing onto the wall of droplets and inducing a negative reorientational torque to align the liquid crystal molecules within a droplet in the high-intensity regions of the interference patterns. Thus the orientation of LC molecules in high-intensity regions of interference pattern differs from that in low-intensity regions, resulting in the formation of a holographic grating. For optical storage, we emphasize not only a short recording time but also a short stabilization time and a high stabilization intensity. In order to find the optimum conditions (i.e., short stabilization time and high stabilization intensity), several parameters, such as the pump beam intensity, Methyl Red concentration and LC droplet size were varied to study the characteristics of the formed grating. Finally, we performed a fast optical recording based on DDPDLC films using a mode-locking second-harmonic generation Nd:YAG pulse (duration~30ps).
第一章 簡介
§1-1 前言…………………………………………………..1
§1-2 液晶簡介…………………………………………….2
§1-2.1 何謂液晶…………………………………….2
§1-2.2 液晶物理..………………………………….5
§1-3 「液晶-聚合物」混合薄膜簡介……………………13
§1-3.1 聚合物化學…………………………………13
§1-3.2 「液晶-聚合物」混合薄膜形成之方法……15
§1-3.3 「液晶-聚合物」混合薄膜之光電特性……17

第二章 理論
§2-1 雷射引致光柵(Laser–induced grating)………19
§2-2 摻雜dye使得液晶轉動的機制……………………28
§2-3 雷射Q開關及鎖模原理……………………………38

第三章 實驗的準備
§3-1 實驗樣品的製備……………………………………48
§3-1.1 材料的介紹…………………………………48
§3-1.2 樣品的製成…………………………………53
§3-2 實驗裝置……………………………………………53

第四章 實驗結果與討論
§4-1 動態量測在Q-開關雷射脈衝激發下形成
的DDPDLC柵……………………………………….58
§4-2 改變激發光強度、MR濃度及液晶球的顆
粒大小,優值化穩態時間及穩態強度……………62
量測不同激發光強度對τs及Is的影響
量測不同MR濃度對τs及Is的影響
量測不同液晶顆粒大小對τs及Is的影響
§4-3 利用鎖膜雷射記錄DDPDLC光柵及其光電
特性…………………………………………………74

第五章 結論
§5-1 總結………………………………………………..76
§5-2 未來展望……………………………………………78
參考文獻…………………………………………………….79
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