基于光控取向技术的液晶微结构及其应用

Microstructured material has attractted a lot of attentions due to its unique electromagnetic characteristics, while liquid crystal (LC) is a kind of material with high electro-optical (EO) performance. Combining above two to acomplish instantly control of light is very meaningful. Focusing on this microstructured LC systems, we aim to fabricate LC microstructures by means of photoaligment technique. Combined with electrode and switch mode design, we plan to acomplish the LC directors control in micro domains and effective tuning of LC refractive index. Depends on the local polarization rotation, phase retardation and refractive index control of LCs on incident light, we will investigate the mechnism of EO tunability of structured LC device and LC cladded waveguide. We will develop several novel elements and devices such as fork gratings, wide band polarization scrambler,long period grating fibre with LC cladding, tunable all fibre polarizer and IR & THz filters, and further exploit their applications in votex beam, polarization control, color filter et al.

微纳结构材料因其新颖的电磁特性受到广泛关注，而液晶则是一类性能优异的电光材料，将液晶与微结构相结合可以实现对光的即时调控，具有重要的研究意义。我们拟围绕液晶微结构体系进行研究，利用光控取向技术制备液晶微结构，结合电极和驱动方式的设计，实现液晶指向矢在空间微区的分布控制及电光特性的有效调谐；针对液晶微区对光的偏振旋转、位相延迟和折射率调控的不同，进行液晶取向微结构器件和液晶包层波导器件的电光调控机制和新颖物性的研究；开发叉形光栅、宽频扰偏器、液晶包层长周期光栅光纤、可调全光纤偏振器、红外及THz滤波器等多种新颖的液晶微结构光学元器件，并探索其在光学涡旋、偏振控制、频率选择等方面的应用。

微纳结构材料因其新颖的电磁特性受到广泛关注，而液晶则是一类性能优异的电光材料， 将液晶与微结构相结合可以实现对光的即时调控，具有重要的研究意义。我们围绕液晶微结构体系进行研究，利用光控取向技术制备液晶微结构，结合电极和驱动方式的设计，实现液晶指向矢在空间微区的分布控制及电光特性的有效调谐；针对液晶微区对光的偏振旋转、位相延迟和折射率调控的不同，进行液晶取向微结构器件和液晶包层波导器件的电光调控机制和新颖物性的研究；开发叉形光栅、宽频扰偏器、液晶包层长周期光栅光纤、 可调全光纤偏振器、红外及THz滤波器等多种新颖的液晶微结构光学元器件，并探索其在光学涡旋、偏振控制、频率选择等方面的应用。课题组围绕特种性能液晶材料、液晶图形化取向与液晶光学元件做了大量研究工作，在面向非显示应用的若干特种液晶材料及人工微结构液晶器件研究方面做出的具有国际影响力的成果，圆满完成了预期的任务目标。在本项目支持下发表论文22篇，以通讯作者身份在Adv. Mater., Light Sci. Appl., Adv. Opt. Mater.等刊物上发表SCI论文20篇（其中1区论文5篇、2区论文11篇）。我们还特别注意发掘研究工作的实用价值，申请国家发明专利13项（授权专利4项）。