銀納米粒子摻雜的向列液晶二波耦合特性研究.pdf

1、向列液晶是一類性能優(yōu)異的非線性光學(xué)材料，在液晶中摻入少量的光敏劑可以顯著提高其非線性。本論文從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面研究銀納米粒子以及染料包覆銀納米粒子的摻入對(duì)液晶材料光折變非線性特性的影響，并對(duì)液晶中記錄的薄光柵的衍射特性、波耦合放大特性進(jìn)行了詳細(xì)研究。
　　首先理論計(jì)算了少量銀納米粒子摻入向列液晶構(gòu)成的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料體系的有效介電張量，結(jié)果表明銀納米粒子的摻雜將產(chǎn)生材料體系的介電各向異性增強(qiáng)。而液晶薄膜中光折變效應(yīng)主要是由光致載

2、流子的激發(fā)、擴(kuò)散形成的空間電荷場(chǎng)以及Carr-Helfrich效應(yīng)造成的，這表明材料體系的介電各向異性增強(qiáng)也將增大材料內(nèi)部的空間電荷場(chǎng)。進(jìn)一步考慮銀納米粒子的表面等離子激元激發(fā)所產(chǎn)生的局域場(chǎng)增強(qiáng)效應(yīng)，也將進(jìn)一步增強(qiáng)材料內(nèi)部空間電荷場(chǎng)，進(jìn)而增強(qiáng)液晶的光折變非線性特性。
　　實(shí)驗(yàn)制備了銀納米粒子摻雜以及染料包覆銀納米粒子摻雜的向列液晶薄膜，液晶分子平行表面排列,選用532nm綠光作為二波耦合實(shí)驗(yàn)的記錄光，He-Ne激光作為探測(cè)光，實(shí)驗(yàn)

3、測(cè)量了光折變光柵一級(jí)衍射效率隨外加電壓、寫入光夾角、入射光功率以及光強(qiáng)比的依賴關(guān)系。對(duì)于染料包覆銀納米粒子摻雜的樣品，在外加電壓為3.4V、寫入光夾角為0.95、光強(qiáng)比為1:1時(shí)可得到高達(dá)15.1％的衍射效率。而對(duì)于銀納米粒子摻雜的樣品，在外加電壓為4.1V、記錄光夾角0.95時(shí)可得最佳衍射效率為16.24%，是未摻雜液晶的16倍左右，這說明摻雜染料包覆銀納米粒子以及銀納米粒子可以極大地增強(qiáng)液晶的光折變非線性效應(yīng)。
　　在染料包覆