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研究生:王烔翰
論文名稱:液晶次毫米波段光學特性之研究(I)
指導教授:潘犀靈
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:光電工程所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
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:61
中文關鍵詞:次毫米波液晶
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我們利用次毫米波時析光譜技術(THz-TDS)量測兩種液晶,4, 4’-n-pentylcyanobiphenyl (5CB)和4-(trans-4’-pentylcyclohexyl)-benzonitrile (PCH5)液晶在0.2到0.8THz波段的光學常數。
實驗結果顯示,5CB液晶(溫度為25oC ±0.1 oC,此時液晶為向列型液晶態) 在0.30THz時,尋常折射率no為1.58 ±0.015、非尋常折射率ne為1.73±0.018;0.49THz時,no為1.68 ±0.016、ne為1.84 ±0.007 ; 0.68THz時,no為1.74 ±0.019、ne為1.92 ±0.012。其雙折射分別為0.15、0.17與0.18。此與可見光波段5CB的雙折射約為0.17相近。
PCH5液晶(溫度為38oC ±0.1 oC,此時液晶為向列型液晶態)在0.30THz時,no為1.42 ±0.02、ne為1.41 ±0.037;0.49THz時,no為1.48±0.021、ne為1.53 ±0.035 ; 0.68THz時,no為1.50 ±0.029、ne為1.58±0.035。其雙折射分別為0.01、0.08與0.08。此較可見光波段PCH5的雙折射約為0.11為小。結果也顯示5CB液晶與PCH5液晶在向列型液晶態下,其在0.2-0.8THz這個波段的吸收非常小,虛部折射係數均為0.1 ±0.01左右或更小。
此外,我們也對5CB液晶做溫度變化的實驗,其折射率ne會隨溫度的上升而變小(在0.717THz,溫度25oC下,ne為1.93 ±0.023;溫度30.4oC下,ne為1.91 ±0.020,溫度34.5oC下,ne為1.87 ±0.021)、折射率no會隨溫度的上升而變大(在0.49THz,溫度25oC下,no為1.74 ±0.020;溫度30.4oC下,no為1.75 ±0.020,溫度34.5oC下,no為1.76 ±0.018)。當溫度為38oC時,折射率為1.80 ±0.021,為介於ne與no之間,此現象在可見光和近紅外波段也有類似的行為,此時就沒有雙折射特性。

目錄
頁次
中文摘要…………………………………………………………..…….….. i
英文摘要………………………………………………………..……...…… ii
誌謝…………………………………………….……………………….….. iii
目錄…………………………………………………………………..….…..iv
第一章 緒論………………………………………………………………1
第二章 THz時析光譜技術………………………………………….…..4
2.1 緒論………………………………………………………………..4
2.2 飛秒激發THz波的產生………………………………………….5
2.3 THz時析光譜技術…………………………………………………6
2.3.1 何謂THz時析光譜技術…………………………………..…6
2.3.2 THz-TDS之優點…………………………………….……….7
2.3.3 THz-TDS 數據分析之理論模型………………..……….….7
2.3.3.1石英玻璃結構的理論模型…………………………………7
2.3.3.2液晶樣品結構的理論模型………………………………..9
2.3.4程式萃取材料參數的方法…………………………………11
2.4 實驗架構………………………………………………………..12
第三章 液晶樣品的準備…………………………………………..…18
3.1 液晶簡介………………………………………………………..18
3.2.1 液晶材料的選擇 ……………………………………………20
3.2.2液晶材料在可見光波段的光學特性………………………..22
3.3 液晶樣品……………………………………….………………25
3.3.1 液晶樣品的設計……………………………………………..25
3.3.2 液晶樣品的製作……………………………………………..31
第四章 5CB液晶與PCH5液晶在THz波段之光學常數………….34
4.1.1 5CB液晶的實驗結果………………………………………..34
4.1.2 討論…………………………………………………………37
4.2.1 PCH5液晶的實驗結果………………………………………40
4.2.2 討論…………………………………………………………43
4.3 理論分析的討論………………………………………………44
4.4 綜合討論……………………………………………………….44
第五章 5CB液晶的變溫實驗………………………………………..49
5.1溫度控制系統裝置及測試………………………………………..49
5.2實驗結果…………………………………………………………...51
5.3 討論……………………………………………………………….57
第六章 結論與未來展望……………………………………………60

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