电控聚合物分散液晶全息透镜及特性研究

郑继红; 钟阳万; 温垦; 骆鑫盛; 庄松林

doi:10.7498/aps.59.1831

摘要

报道位相型电控聚合物分散液晶（H-PDLC）全息衍射透镜的研制及特性研究，理论上，根据耦合波理论，研究了不同的相分离程度系数下，理想位相型电控聚合物分散液晶（H-PDLC）全息衍射透镜在可见光波长（400—800 nm）的衍射特性.实验研制了衍射效率最高为70％的电控H-PDLC变焦透镜样品，研究表明H-PDLC透镜具有优良的成像特性，和快速响应的电控开关特性，在光学成像系统，光通信系统中具有良好的应用前景.

关键词:

Abstract

A holographic polymer dispersed liquid crystal （H-PDLC） switchable lens is reported. The diffraction efficiency was analyzed at different phase separation coefficients within the visible band （400—800 nm） with the coupled wave theory for a phase-type H-PDLC switchable lens. In our experiments, the maximum efficency of 70% was achieved. The H-PDLC switchable lens shows excellent imaging performance and fast response.It is potentially useful in many applications, such as optical communications, optical imaging,e.g.,in digital cameras.

Keywords:

作者及机构信息

(1)江西理工大学信息工程学院,赣州 341000; (2)上海理工大学上海市现代光学重点实验室，上海 200093

基金项目: 国家自然科学基金青年基金项目（批准号：60801041）上海市科委国际合作项目（批准号：08530707400）,上海市教委一般项目（批准号：09YZ227）以及上海市重点实验室，重点学科建设项目（批准号：08DZ2272800，S30502）资助的课题.

Authors and contacts

(1)江西理工大学信息工程学院,赣州 341000; (2)上海理工大学上海市现代光学重点实验室，上海 200093

参考文献

[1]	［1］Surtherland R L, Natarajan L V, Tondiglia V P 1995 Proc.　SPIE 2404 132
[2]	［2］Domash L, Crawford G, Ashmead A 2000 SPIE 4107 46
[3]	［3］Tondiglia V P, Sutherland R L, Natarajan L V 2008 Opt. Lett.　33 1890
[4]	［4］Vita F, Lucchetta D E, Castagna R 2007 JOSA B 24 471
[5]	［5］Zheng Z G，Li W C，Liu Y G，Xuan L 2008 Acta Phys. Sin. 57 7344 （in Chinese）［郑致刚、李文萃、刘永刚、宣丽 2008 物理学报 57 7344］
[6]	［6］Zhang B, Liu Y J, Xu K S, 2004 Acta Phys. Sin. 53 1850 （in Chinese）［张斌、刘言军、徐克璹、 2004 物理学报 53 1850］
[7]	［7］Zheng J H, Zhong Y W, Cai M R 2007 Acta Optica Sinica 27 1107 （in Chinese）［郑继红、钟阳万、蔡明荣 2007 光学学报 27 1107］
[8]	［8］Zheng J H, Gu L J, Zhang X D 2005 Acta Optica Sinica 25 1095 （in Chinese）［郑继红、顾玲娟、张兴德 2005 光学学报 25 1095］
[9]	［9］Zheng J H, Gu L J, Zhuang S L 2006 Chinese Journal of Lasers 8 1087 （in Chinese）［郑继红、顾玲娟、庄松林 2006 中国激光 8 1087］
[10]	］Liu Y J, Sun X W, Wang Q，Luo D 2007 Opt. Exp. 25 16645
[11]	］Ren H W, Wu J R, Fan Y H, Lin Y H, Wu S T 2005 Opti. Lett. 30 376
[12]	］Ren H W, Fan Y H, Wu S T 2004 Opti. Lett.　29 1608
[13]	］Ren H W, Fan Y H, Lin Y S, Wu S T 2005 Opt. Commu.　247 101
[14]	］Fan Y H, Ren H W, Liang X 2005 Journal of Display Technology 1 151
[15]	］Liu Y J, Sun X W, Wang Q 2006 Journal of Crystal Growth 288 192
[16]	］Dai H T, Liu Y J, Sun X W， Luo D Opt. Exp. 17 4317
[17]	］Ren H W, Fan Y H, Sebastian Gauza, Wu S T 2004 Appl. Phys. Lett. 84 4789
[18]	］LIN Y H, Ren H W, Kuan-Hsu 2005 Japanese Journal of Applied Physics 44 243
[19]	］Liu Y J, Sun X W, Shum P 2006 Optics Express 14 5634
[20]	］Zhou H X, Cheng Y F 2006 Holography optics- design, fabrication and application （Beijing: Chemistry Press）（in Chinese）［周海宪、程云芳 2006 全息光学-设计、制造和应用（北京：化学工业出版社）］
[21]	］Zheng Z G, Ma J, Song J, Liu Y G, Hu L F, Xuan L 2007 Acta Phys. Sin. 56 15 （in Chinese）［郑致刚、马骥、宋静、刘永刚、胡立发、宣丽 2007 物理学报 56 15］
[22]	］Zheng Z G,Song J, Zhang L L 2008 Chin. Phys. B 17 3227
[23]	］Chen K, Cheng J Q, Xiao Y, Tang D G, Huang M J 2009 Acta Phys. Sin. 58 1007 （in Chinese）［陈珂、程建群、肖勇、唐道广、黄明举 2009 物理学报 58 1007］
[24]	］Zhang B, Liu Y J, Jia Y, Xu K S 2003 Acta Phys. Sin. 52 91　（in Chinese）［张斌、刘言军、贾瑜、徐克璹 2003 物理学报 52 91］
[25]	］Kogelnik H 1969 Bell, Syst. Tech. J. 48 2909
[26]	］Liu Y J, Sun X W, Dai H T 2005 Optical Material 27 1451
[27]	］Wu B G,Erdmann J H,Doane J W 1991 Liq.　Cryst.　5 327
[28]	］Musto P,Petti L,Ragosta 2000 Appl. Phys. B 70 249

施引文献

[1]	［1］Surtherland R L, Natarajan L V, Tondiglia V P 1995 Proc.　SPIE 2404 132
[2]	［2］Domash L, Crawford G, Ashmead A 2000 SPIE 4107 46
[3]	［3］Tondiglia V P, Sutherland R L, Natarajan L V 2008 Opt. Lett.　33 1890
[4]	［4］Vita F, Lucchetta D E, Castagna R 2007 JOSA B 24 471
[5]	［5］Zheng Z G，Li W C，Liu Y G，Xuan L 2008 Acta Phys. Sin. 57 7344 （in Chinese）［郑致刚、李文萃、刘永刚、宣丽 2008 物理学报 57 7344］
[6]	［6］Zhang B, Liu Y J, Xu K S, 2004 Acta Phys. Sin. 53 1850 （in Chinese）［张斌、刘言军、徐克璹、 2004 物理学报 53 1850］
[7]	［7］Zheng J H, Zhong Y W, Cai M R 2007 Acta Optica Sinica 27 1107 （in Chinese）［郑继红、钟阳万、蔡明荣 2007 光学学报 27 1107］
[8]	［8］Zheng J H, Gu L J, Zhang X D 2005 Acta Optica Sinica 25 1095 （in Chinese）［郑继红、顾玲娟、张兴德 2005 光学学报 25 1095］
[9]	［9］Zheng J H, Gu L J, Zhuang S L 2006 Chinese Journal of Lasers 8 1087 （in Chinese）［郑继红、顾玲娟、庄松林 2006 中国激光 8 1087］
[10]	］Liu Y J, Sun X W, Wang Q，Luo D 2007 Opt. Exp. 25 16645
[11]	］Ren H W, Wu J R, Fan Y H, Lin Y H, Wu S T 2005 Opti. Lett. 30 376
[12]	］Ren H W, Fan Y H, Wu S T 2004 Opti. Lett.　29 1608
[13]	］Ren H W, Fan Y H, Lin Y S, Wu S T 2005 Opt. Commu.　247 101
[14]	］Fan Y H, Ren H W, Liang X 2005 Journal of Display Technology 1 151
[15]	］Liu Y J, Sun X W, Wang Q 2006 Journal of Crystal Growth 288 192
[16]	］Dai H T, Liu Y J, Sun X W， Luo D Opt. Exp. 17 4317
[17]	］Ren H W, Fan Y H, Sebastian Gauza, Wu S T 2004 Appl. Phys. Lett. 84 4789
[18]	］LIN Y H, Ren H W, Kuan-Hsu 2005 Japanese Journal of Applied Physics 44 243
[19]	］Liu Y J, Sun X W, Shum P 2006 Optics Express 14 5634
[20]	］Zhou H X, Cheng Y F 2006 Holography optics- design, fabrication and application （Beijing: Chemistry Press）（in Chinese）［周海宪、程云芳 2006 全息光学-设计、制造和应用（北京：化学工业出版社）］
[21]	］Zheng Z G, Ma J, Song J, Liu Y G, Hu L F, Xuan L 2007 Acta Phys. Sin. 56 15 （in Chinese）［郑致刚、马骥、宋静、刘永刚、胡立发、宣丽 2007 物理学报 56 15］
[22]	］Zheng Z G,Song J, Zhang L L 2008 Chin. Phys. B 17 3227
[23]	］Chen K, Cheng J Q, Xiao Y, Tang D G, Huang M J 2009 Acta Phys. Sin. 58 1007 （in Chinese）［陈珂、程建群、肖勇、唐道广、黄明举 2009 物理学报 58 1007］
[24]	］Zhang B, Liu Y J, Jia Y, Xu K S 2003 Acta Phys. Sin. 52 91　（in Chinese）［张斌、刘言军、贾瑜、徐克璹 2003 物理学报 52 91］
[25]	］Kogelnik H 1969 Bell, Syst. Tech. J. 48 2909
[26]	］Liu Y J, Sun X W, Dai H T 2005 Optical Material 27 1451
[27]	］Wu B G,Erdmann J H,Doane J W 1991 Liq.　Cryst.　5 327
[28]	］Musto P,Petti L,Ragosta 2000 Appl. Phys. B 70 249

[1]	陈昊鹏, 聂永杰, 李国倡, 魏艳慧, 胡昊, 鲁广昊, 李盛涛, 朱远惟. 聚合物分散液晶薄膜的极化特性及其对电光性能的影响. 物理学报, 2023, 72(17): 177701. doi: 10.7498/aps.72.20230664
[2]	王文彬, 朱银燕, 殷立峰, 沈健. 复杂氧化物中电子相分离的量子调控. 物理学报, 2018, 67(22): 227502. doi: 10.7498/aps.67.20182007
[3]	段芳莉, 王明, 刘静. 摩擦导致的聚合物表层微观结构改变. 物理学报, 2015, 64(6): 066801. doi: 10.7498/aps.64.066801
[4]	岱钦, 吴杰, 邬小娇, 乌日娜, 彭增辉, 李大禹. 染料掺杂聚合物分散胆甾相液晶薄膜激光特性研究. 物理学报, 2015, 64(1): 016101. doi: 10.7498/aps.64.016101
[5]	尹向宝, 刘永军, 张伶莉, 吕月兰, 霍泊帆, 孙伟民. 大变焦范围电调谐液晶变焦透镜的研究. 物理学报, 2015, 64(18): 184212. doi: 10.7498/aps.64.184212
[6]	邓舒鹏, 黄文彬, 刘永刚, 刁志辉, 彭增辉, 姚丽双, 宣丽. 基于全息液晶/聚合物光栅的分布反馈式激光器的波长调谐特性研究. 物理学报, 2012, 61(12): 126101. doi: 10.7498/aps.61.126101
[7]	王豆豆, 王丽莉, 李冬冬. 热可调液晶填充微结构聚合物光纤设计及特性分析. 物理学报, 2012, 61(12): 128101. doi: 10.7498/aps.61.128101
[8]	何智兵, 阳志林, 闫建成, 宋之敏, 卢铁城. 辉光放电聚合物结构及力学性质研究. 物理学报, 2011, 60(8): 086803. doi: 10.7498/aps.60.086803
[9]	邓舒鹏, 李文萃, 黄文彬, 刘永刚, 彭增辉, 鲁兴海, 宣丽. 基于全息聚合物分散液晶的有机二维光子晶体激光器的研究. 物理学报, 2011, 60(8): 086103. doi: 10.7498/aps.60.086103
[10]	李文萃, 刘永刚, 宣丽. 表面摩擦处理对全息聚合物分散液晶光栅电光特性的影响. 物理学报, 2011, 60(4): 046101. doi: 10.7498/aps.60.046101
[11]	王豆豆, 王丽莉. 新型光学聚合物——Topas环烯烃共聚物微结构光纤的设计及特性分析. 物理学报, 2010, 59(5): 3255-3259. doi: 10.7498/aps.59.3255
[12]	王晓东, 欧阳洁, 苏进. 非均匀剪切流场中液晶聚合物微观结构的无网格模拟. 物理学报, 2010, 59(9): 6369-6376. doi: 10.7498/aps.59.6369
[13]	郑致刚, 马骥, 宋静, 刘永刚, 胡立发, 宣丽. 基于丙烯酸酯的全息聚合物分散液晶光栅的动力学理论研究. 物理学报, 2007, 56(1): 15-24. doi: 10.7498/aps.56.15
[14]	蒋中英, 郁伟中, 黄彦君, 夏元复, 马淑新. SMMA/SMA共聚物共混物的自由体积的热动态特性与相分离行为的PALS研究. 物理学报, 2006, 55(6): 3136-3140. doi: 10.7498/aps.55.3136
[15]	张斌, 刘言军, 徐克璹. 全息聚合物弥散液晶器件电光特性的研究. 物理学报, 2004, 53(6): 1850-1855. doi: 10.7498/aps.53.1850
[16]	张斌, 刘言军, 徐克舒, 贾瑜. 全息聚合物弥散液晶材料衍射特性的优化. 物理学报, 2003, 52(1): 91-95. doi: 10.7498/aps.52.91
[17]	赵辉, 董宝中, 郭梅芳, 王良诗, 乔金梁. 小角x射线散射结晶聚合物结构的研究. 物理学报, 2002, 51(12): 2887-2891. doi: 10.7498/aps.51.2887
[18]	曹万强, 李景德. 聚合物介电弛豫的温度特性. 物理学报, 2002, 51(7): 1634-1638. doi: 10.7498/aps.51.1634
[19]	刘红. 梳型聚合物液晶的介电反应. 物理学报, 2000, 49(4): 781-785. doi: 10.7498/aps.49.781
[20]	李景德, 曹万强, 刘俊刁, 肖忠模. 聚合物结构转变中的介电信息. 物理学报, 1998, 47(9): 1548-1554. doi: 10.7498/aps.47.1548

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