摘要：蓝相液晶是一种三维手性自组装软超结构材料,具有光学各向同性,选择性反射波长,快速响应等优秀特性,无论在显示还是光子器件的应用上都具有良好的发展前景,吸引了研究人员的大量关注。近十年关于蓝相液晶显示领域的研究与工程或应用发展迅猛,于此同时催生了其在光子学这个后显示领域的研究。面对来自国际上其他先进国家的竞争与压力,中国大陆的学者们奋勇迎接,经过短短数年的发展获得了一批有显示度的成果,在国内外的优秀期刊上报道了一系列富含学术性和实用性的工作。具备高热稳定性与显著电光调制特性的新型蓝相液晶材料及其光子学器件,如衍射光栅、相位调制器、透镜、激光以及光衰减器等,相继被开发出。本文追逐这些前辈留下的脚印,从材料制备、性能到光子器件设计、应用进行了概括性的回顾,旨在通过此综述激发出蓝相液晶在非显示光子学应用领域更多的研究灵感;若能起到进一步促进该领域发展的作用,笔者将感到幸甚之至!

摘要：现代防伪技术的发展可有效抑制和打击伪造仿冒行为,在信息安全、国防和经济等领域具有重要意义.然而,实现多维度、集成化、难复制且便于检测的光学防伪器件仍是一个挑战.本文设计了一种基于图案化液晶聚合物(LCP)薄膜与热致变色胆甾相(TLC)复合而成的多维偏振型防伪器件,它具有偏振态显现-隐藏、颜色调谐范围广、操作便捷、集成度及安全性高等优点.对于特定偏振态的入射光,图案化向列相LCP层可对其进行区域化相位编辑产生偏振态调制,而TLC层对该入射光进行选择性反射,因此巧妙地实现了一种图案化结构色防伪标签.该防伪器件可通过调整入射光偏振方向实现彩色图案的显现、隐藏、色彩调节及图底转换.此外,该器件中的TLC层不仅可通过灵活设计体系配比,满足不同环境温度对该防伪器件的应用需求,增强其环境适用性,还可便捷地利用体温进行加热,实现图案的动态实时宽谱域色彩调制及可逆的图案擦除,进一步增强其防伪维度与安全性.本文所述器件为防伪领域的发展提供了崭新的思路.

摘要：实验利用表面光取向技术控制蓝相晶格的有序生长,将光定域化取向与分子自组装相结合。通过对基板表面进行交替的取向/非取向控制,平面内获得周期排列的微结构,使蓝相图形化结构的反射光强度在空间上形成周期性调制,同时设计制备了振幅型衍射器件;通过对基板表面做正交取向方向交替排列的微结构,使蓝相图形化结构的反射光相位在空间上形成周期性调制,设计制备了相位型衍射器件。这两类衍射器件均具有对入射光的波段选择性,即只有当入射光的波长局域在蓝相的反射带时才会呈现衍射效应。蓝相液晶软物质的特性又赋予它在电场下可调谐的波段选择性,即反射带位置随电场的增加发生红移从532nm到610nm,电场撤除则回复到初始状态。同时,借助于光取向材料的光可擦写特性,蓝相晶格的取向微结构能够重复的擦写与重构,从而实现不同衍射器件乃至不同衍射调制方式的转换。

摘要：防伪与伪造之间的矛盾日益加深,研发保密性强、安全性高、不可复制的防伪技术已成为社会与经济发展的迫切需求。在此背景下,液晶防伪技术因其性能优异、实用性高、广受市场好评而成为备受关注的领域。然而,现有的防伪技术层次结构不够丰富,隐藏图文颜色单一,因此,本研究提出了一种双信息防伪层的器件结构,由宾主液晶防伪膜层和胆甾相液晶防伪膜层组成,每层包含不同的信息内容。通过不同的光照模式,可以获得不同的显示内容,从而达到了多维防伪的效果。相较于传统单层宾主液晶防伪膜层,该设计具有与偏振相关的透反射差异和在透射方向上不对称的光响应特点。使用这种易制备的防伪膜层叠加设计不仅提高了防伪码的安全水平,还降低了应用成本。

摘要：向列相液晶是一种研究空间光孤子的绝好的非局域非线性介质。为了对向列相液晶中空间光孤子的偏转进行灵活的调制,设计了具有梳状电极结构的液晶盒。对这种定制电极结构的液晶盒施加电场可以实现向列液晶在周期阵列内的调制,从而实现了向列子和向列子对的可控偏转。在液晶分子的不同取向区域,入射激光束形成的向列子可以产生不同角度的偏转。当光束入射到定制电极宽度为910μm的液晶盒中,通过改变光束的入射位置可以实现单光束约60°范围内的偏转。双光束入射到不同的位置可以形成多种偏转组合形式。改变光束的入射角度,可以观察到向列子对在界面处的非线性全反射。此外,将定制条纹电极的宽度更改为300μm后,向列子对可以实现平行传输到相互会聚或发散之间的切换。这些关于向列子偏转的调控方法可以在全光电路和光通信中发挥重要作用。

摘要：传统的显示器由于滤色器的存在,有较大的功耗且能量利用率不高。本文提出了一种利用液晶调制紫外光偏振态以实现对受到局域表面等离子体共振影响的荧光量子点光强调制的方法,所设想的显示设备由用于产生局域表面等离子体共振的金属纳米结构、附着于金属纳米结构电场热区的荧光量子点和基于液晶结构的光偏振调制模块组成。对单个像素的情况进行了理论模拟和原理分析,计算了若干金属纳米结构对不同偏振态的紫外光的响应。理论验证了特定金属纳米结构的表面等离子体光强放大效应,通过电子束刻蚀和半导体沉积等技术手段可在光强放大的电场热区植入荧光量子点,受到紫外光偏振态调制的金属表面等离子体产生可控的光强增强或减弱,进而激发或者抑制相应颜色的量子点发出不同颜色的光,使其可以用于显示。提出了一种新颖的显示模式,不同于传统显示,其具有较高的能量利用率和较大的色域,虽然其存在色彩对比度较低、分辨率不够高等问题,但提议确实为人们日常的信息显示提供了一种新的思路和一种潜在可能,相信随着技术的进步和设计结构的优化,这种光偏振态调制受表面等离子体激励的荧光量子点的方法可以在显示以及非显示领域获得应用。