跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(44.210.83.132) 您好!臺灣時間:2024/05/25 03:48
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:李錫閎
研究生(外文):Lee, Shihung
論文名稱:使用單一繞射元件製作全光調控二維光柵之研究
論文名稱(外文):Optically Tunable Two-dimensional Holographic Gratings Fabricated Using a SingleDiffractive Element
指導教授:蕭桂森
指導教授(外文):Vincent K.S. Hsiao
口試委員:孫台平林家弘林智玲
口試日期:2012-07-20
學位類別:碩士
校院名稱:國立暨南國際大學
系所名稱:光電科技碩士學位學程在職專班
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:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:50
中文關鍵詞:全光調控偏振液晶聚合物光柵全像術
外文關鍵詞:optically switchablepolarizationH-DPLC gratingholographic
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:208
  • 評分評分:
  • 下載下載:40
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
在本論文中我們將探討利用高分子與向列型液晶結合並參雜偶氮苯分子製作成液晶聚合物,再利用單一繞射元件使一道514nm波長的氬離子雷射光通過,產生二維六角形的光強弱分布,製作出可全光調控的液晶聚合物光柵,其繞射波段可光控位移約25nm,並使用偏光光學顯微鏡觀察光柵之週期結構,驗証我們所製造出來的H-DPLC光柵週期與理論模擬圖是在合理範圍之內。
另外當我們使用405nm 二極體雷射打在光柵上時,明顯的發現不論是P偏振光或S偏振光其穿透效率明顯的下降了,而繞射效率變好,當移除405nm 二極體雷射後,穿透與繞射效率逐漸回復為初始值,反覆數次驗證我們所製作的二維全光調控H-PDLC光柵有良好的調控的效率與偏振特性,也期望本研究結果將來可以實際應用於市面上的液晶光學元件上。

In the paper, we will discuss the azo dye-doped nematic liquid crystal to make the liquid crystal polymer. Using the unit diffraction element to guide the wave length of 514 nm laser light to go through, and create two-dimension hexangular light. By this way we can produce full light adjustment of polymer with optical grating. The wave of diffraction can shift 25 nm of optical control and we can use optic microscope to observe the construction of optical grating .Then we testify the reasonable range of H-DPLC we make.
In the other hand, when we use 405nm diode laser to shoot on the optical grating, we can easily find the transmission rate to go down trend , no mater it’s on P polarized light or S polarized light . But on the contrary, the ratio of diffraction get better. We take out the 405nm diode laser , the ratio of transmission and diffraction go back the initial value .After repeating the working for several times to prove the two-dimension H-DPLC we make and it really has good control on the adjustment and polarization .I expect the research can utilize on the liquid crystal element in the future.

目錄
摘要 I
英文摘要 II
目錄 III
第一章 緒論 1
第二章 液晶 (LC Liquid Crystal) 3
2-1 液晶起源與簡介 3
2-2 液晶的分類 5
2-3 液晶的光學特性與介電異相性 9
第三章 高分子液晶聚合物 (PDLC Polymer Dispersed Liquid Crystal) 12
3-1 PDLC 的起源與基本原理 12
3-2 光起始劑RB (Rose Bengal) 16
3-3 全像式液晶聚合物薄膜 (Holographic PDLC, H-DPLC) 17
第四章 相關理論與機制 22
4-1 偶氮苯分子 (Azobenzene) 22
4-2 偶氮染料特性與液晶之間的交互作用 23
4-3 光控液晶相關理論機制與文獻探討 24
第五章 實驗配置與樣品製作 26
5-1 實驗藥品介紹 26
5-2 液晶聚合物藥劑製作 28
5-3 液晶聚合薄膜製作 30
5-4 液晶聚合薄膜光柵寫入 31
第六章 實驗量測與結果分析 35
6-1 光柵結構與影像 35
6-2 光譜圖表特性分析 38
6-3 光控偏振特性與液晶結構排列分析 44
第七章 結論 48
參考文獻 49


圖目錄
圖2.1 液晶是介於固態與液態之間的一個中間態 3
圖2.2 向列型液晶示意圖 5
圖2.3 層列型液晶示意圖 6
圖2.4 膽固醇液晶示意圖 7
圖2.5 熱致型液晶分類 8
圖2.6 不同方向的線偏振所感受到不同折射率的示意圖 9
圖2.7 正單光晶體的折射率橢圓球 11
圖3.1 聚合反應的三個階段 12
圖3.2 PDLC薄膜光電開關的特性 15
圖3.3 RB (Rose Bengal) 吸收頻譜 16
圖3.4 波前記錄示意圖 17
圖3.5 波前重建記錄示意圖 18
圖3.6 兩道光束干涉所形成的干涉條紋 20
圖3.7 一維光柵液晶與單體發生相分離示意圖 21
圖4.1 Azobenzene 的光異構化 23
圖4.2 偶氮染料擾動液晶所造成折射率的變化 23
圖4.3 正力矩效應示意圖 24
圖4.4 同素異構化的能階躍遷示意圖 25
圖5.1 液晶聚合物藥劑製作步驟一 28
圖5.2 液晶聚合物藥劑製作步驟二 28
圖5.3 液晶聚合物藥劑製作步驟三 29
圖5.4 液晶聚合物藥劑製作步驟四 29
圖5.5 液晶聚合薄膜製作流程 30
圖5.6 液晶聚合物薄膜完成品 30
圖5.7 二維液晶聚合物光柵製程架設圖 31
圖5.8 二維液晶聚合物光柵寫入光場實驗架設圖 32
圖5.9 二維干涉場光強度數值模擬圖 33
圖5.10 二維光柵液晶與單體發生相分離示意圖 34
圖6.1 移除液晶前(a)與移除後(b)之光學顯微鏡相圖 35
圖6.2 使用光學顯微鏡依聚焦深度的不同所觀看到不同的影像 36
圖6.3 使用白色光源照射二維光柵所看到的彩色光暈 37
圖6.4 二維光柵與偵測白光入射角度成90°的穿透圖譜 38
圖6.5 穿透圖譜隨偵測白光入射角度改變 39
圖6.6 入射角度改變於630nm的調控效果 39
圖6.7 頻譜量測架設圖 40
圖6.8 量測穿透與繞射點的P偏振與S偏振強度變化架設圖 41
圖6.9 穿透光圖譜隨外加光場變化 42
圖6.10 繞射光圖譜隨外加光場變化 42
圖6.11 架設CCD 觀察光柵照射紫光後繞射點的影像變化 43
圖6.12 以633 nm的氦氖雷射為偵測光,先用405 nm二極體雷射照射在光柵上後再用514 nm二極體雷射照射在光柵上紀錄所產生的繞射圖形 44
圖6.13 使用405 nm二極體雷射及514 nm二極體雷射反覆照射在光柵上並量測其穿透強度的變化 45
圖6.14 H-PDLC光柵在照射不同強度的405nm二極體雷射後, 分別對(a)P偏振光與(b)S偏振光的穿透率以及繞射率做圖 46
圖6.15 (a)照射405 nm二極體雷射前與(b)照射後,在圓柱狀聚合物裡的液晶分子排列方式 47

[1] D.Churchill, J.V. Cartmell. “Radiation sensitive display device containing encapsulated cholesteric liquid crystals,” US Patent 3,578,844, (1971).
[2] J. L. Fergason, “Encapsulated liquid crystal and method,” US Patent 4,435,047, (1984).
[3] Y.S.Cheng,S.Y.Chen,and R.C.Chang,”Distortion correction for conical multiplex holography using direct object-image relationship,”Proc.Natl.Sci.(2001).
[4] P. Mormile,P. Musto,L. Petti,G. Ragosta,P. Villano,“Electro-optical properties of a PDLC based on unsaturatedpolyester resin,” Appl. Phys. B 70,249 (2000)..
[5] 陳建昇,(Study of tunable holographic image in polymer-dispersed liquid crystal films),國立中央大學光電科學與工程學系碩士論文(2011).
[6] 張維庭,(Polarization Effects on Optically Switchable Holographuc Polymer Dispersed Liquid Crystal (H-DPLC) Gratings) 國立暨南國際大學應用化學系碩士論文(2009).
[7] Sutherland,R. M.; Margerum,J. D.; Ramos E.; Lim,K. C. Proc. Sot. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1080,53 (1989)
[8] 周依芳,(Fabrication and studies of three-dimensional photonic crystals based on polymer-dispersed liquid crystal films),國立成功大學光電科學與工程研究所碩士論文(2009).
[9] 陳文政,(Photo-alignment Effect in Liquid Crystal Film Doped with Nanoparticles and Azo-dye),國立中山大學光電工程學系碩士論文(2009).
[10] 鄭憲徽,(Photoalignment in dye-doped liquid crystal films and its applications),國立成功大學物理研究所碩士論文(2006).
[11] 黃宣瑜,(Temperature and Polarization Dependence on Holographic Gratings and Its Applications Based on Polymer and Liquid Crystals),國立中山大學物理研究所博士論文(2005).
[12] De Sio,L.; Veltri,A.; Umeton,C.; Serak,S.; Tabiryan,N.Appl. Phys. Lett. 93,181115 (2008)
[13] 杜哲全,(The Study of Laser-Induced Holographic Grating Relaxation in Azo Dye-Doped Liquid Crystal Samples),國立中山大學物理研究所碩士論文(2002).
[14] Urbas,A.; Klosterman,J.;Tondiglia,V.;Natarajan,L. V.; Sutherland,R. L.; Tsutsumi,O.; Ikeda,Y.; Bunning,T. Adv. Mater. 16,1453 (2004)
[15] Urbas,A.;Tondiglia,V.; Natarajan,L. V.; Sutherland,R.; Yu,H.; Li,J. H.; Bunning,T. J. J. AM. CHEM. SOC. 126,13580 (2004)
[16] Y. J. Liu and X. W. Sun (Electrically tunable two-dimensional holographic photonic crystal fabricated by a single diffractive element) APPLIED PHYSICS LETTERS 89,171101 (2006)
[17] http://omlc.ogi.edu/spectra/PhotochemCAD/html/rosebengal.html
[18] R. J. Colliier, C. B. Burckhardt, L. H. Lin, “Optical Holography,” New York: Academic Press (1971).

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top