图书简介:
第1章 绪论
郑致刚
1.1 液晶的概念及其分子结构 2
1.1.1 液晶的概念 2
1.1.2 液晶的分子结构 2
1.2 液晶的分类 3
1.2.1 按呈现液晶态的方式分类 3
1.2.2 按分子几何外形分类 4
1.2.3 按相对分子质量(分子尺度)分类 5
1.3 液晶的典型相态与结构 6
1.3.1 向列相 6
1.3.2 近晶相 7
1.3.3 手性液晶相 9
习题 13
参考文献 13
第2章 液晶光场调控技术
胡伟、魏冰妍、陈鹏、陆延青
2.1 光场调控 15
2.1.1 涡旋光束 15
2.1.2 矢量光束 17
2.1.3 艾里光束 18
2.1.4 贝塞尔光束 19
2.1.5 光场调控的方法 20
2.2 基于倾角控制的液晶调光技术 21
2.2.1 原理 21
2.2.2 实例 22
2.3 结合方位角控制的液晶调光技术 28
2.3.1 原理 28
2.3.2 液晶取向技术 30
2.3.3 实例 32
2.4 讨论和展望 43
习题 44
参考文献 44
第3章 蓝相液晶材料
郑致刚、李萧
3.1 蓝相液晶材料简介 49
3.2 聚合物稳定的蓝相液晶材料 50
3.3 弯曲形分子诱导形成的蓝相液晶材料 52
3.4 掺杂纳米粒子的蓝相液晶材料 54
3.5 氢键稳定的蓝相液晶材料 55
3.6 外界刺激响应的蓝相液晶材料 57
3.7 蓝相液晶材料器件 60
3.7.1 相位光栅 60
3.7.2 透镜 62
3.7.3 激光 63
3.7.4 相位调制器和可调光衰减器 65
3.8 本章小结 66
习题 66
参考文献 67
第4章 蓝相液晶显示器
马红梅、孙玉宝
4.1 引言 72
4.2 蓝相液晶显示器相关参数 78
4.2.1 蓝相液晶显示器的结构及临界电场强度 79
4.2.2 光学阈值电压和光学饱和电压 82
4.2.3 其他结构BPLCD的驱动电压与驱动电场强度 89
4.2.4 小结 93
4.3 蓝相液晶显示器的模拟计算 93
4.3.1 理论模型与相关理论 94
4.3.2 蓝相液晶的等效弹性常数 96
4.3.3 蓝相液晶的动力学响应 99
4.3.4 蓝相液晶的旋光特性研究 102
4.3.5 小结 107
4.4 本章小结 107
习题 107
参考文献 108
第5章 液晶激光器
罗丹
5.1 引言 113
5.2 液晶激光器的基本原理 114
5.2.1 光子晶体 114
5.2.2 激光器的不同类型 116
5.2.3 液晶形成的光子禁带结构 116
5.3 带边型激光器 117
5.3.1 胆甾相液晶激光器 118
5.3.2 蓝相液晶激光器 120
5.3.3 全息聚合物分散液晶激光器 121
5.4 缺陷型激光器 127
5.5 调谐特性 129
5.5.1 电场调谐 129
5.5.2 温度调谐 130
5.5.3 光场调谐 131
5.5.4 机械力调谐 131
5.5.5 空间调谐 132
5.6 应用前景 133
习题 133
参考文献 133
第6章 铁电液晶
郭琦、赵慧洁
6.1 对称性和极化 141
6.1.1 近晶相的对称性 141
6.1.2 铁电液晶的自发极化 143
6.1.3 铁电液晶的关键参数 145
6.2 典型光电模式 148
6.2.1 表面稳定型铁电液晶 149
6.2.2 螺旋形变型铁电液晶 151
6.2.3 电致解旋型铁电液晶 154
6.3 铁电液晶的取向 156
6.3.1 铁电液晶的缺陷与织构 156
6.3.2 铁电液晶的光控取向 158
6.4 铁电液晶显示器件及光子器件 160
6.4.1 铁电液晶光开关 160
6.4.2 场序彩色显示 160
6.4.3 电控光栅 162
6.5 本章小结 163
习题 163
参考文献 164
第7章 增强现实显示技术及液晶器件的应用
李燕、刘澍鑫
7.1 人眼视觉因素 170
7.1.1 人眼视觉模型 170
7.1.2 深度暗示 172
7.1.3 调焦-辐辏矛盾 174
7.2 增强现实技术及产品 174
7.2.1 虚拟现实技术 175
7.2.2 增强现实技术 176
7.2.3 增强现实主要产品 177
7.2.4 AR眼镜三维成像机理 180
7.3 头戴式增强现实显示系统 181
7.3.1 头戴式显示系统参数 181
7.3.2 增强现实图像源 183
7.3.3 接目光学系统 184
7.3.4 问题与挑战 186
7.3.5 无视觉疲劳增强现实三维显示方法 186
7.4 基于液晶器件的AR应用 190
7.4.1 基于液晶透镜 190
7.4.2 基于聚合物稳定液晶散射片 192
7.4.3 基于液晶偏振旋转器 193
习题 194
参考文献 195
第8章 液晶液滴与壳的光子学应用
陈鹭剑
8.1 引言 198
8.2 基础理论 198
8.2.1 向列相液晶液滴与壳的构型 199
8.2.2 胆甾相液晶液滴与壳的构型 199
8.3 液晶液滴与壳的微流控制备技术 201
8.3.1 玻璃毛细管微流控 201
8.3.2 界面稳定与液晶取向的控制 202
8.3.3 基于渗透压的壳尺寸控制 203
8.4 液晶液滴与壳的光子特性与应用 203
8.4.1 液晶液滴的回音壁模式激光发射 204
8.4.2 胆甾相液晶与壳的带边激光发射 206
8.4.3 胆甾相液滴与壳的选择性光反射 209
8.4.4 化学与生物传感 212
8.4.5 液晶弹性体执行器 215
8.5 展望 217
习题 217
参考文献 217
第9章 液晶等离激元光子学
刘言军、肖栋
9.1 引言 223
9.2 等离激元光子学和液晶基础 224
9.2.1 表面等离激元 224
9.2.2 液晶 226
9.3 基于液晶的有源等离激元光子学器件 228
9.3.1 电场驱动方法 228
9.3.2 光驱动方法 230
9.3.3 表面声波驱动方法 232
9.3.4 热驱动方法 234
9.3.5 磁场驱动方法 235
9.4 本章小结 236
9.4.1 当前的挑战 236
9.4.2 未来的需求 236
习题 237
参考文献 237
第10章 液晶光通信与太赫兹调控元件
胡伟、葛士军、段薇、陆延青
10.1 液晶光通信元件 240
10.1.1 光通信器件背景及应用 241
10.1.2 独立液晶光通信元件 244
10.2 液晶太赫兹器件 254
10.2.1 液晶太赫兹元件 254
10.2.2 液晶太赫兹相移器 255
10.2.3 液晶太赫兹波片 258
10.2.4 液晶太赫兹滤波器 260
10.2.5 液晶可调太赫兹吸收器 264
习题 267
参考文献 268
展开
自19世纪末被发现以来,液晶广泛应用于平板显示领域。一方面,液晶显示在信息显示工业中扮演者重要的角色,是当前平板显示技术的主流,其应用领域从小尺寸的手机、计算机,到大尺寸的液晶电视和投影电视;另一方面,随着21世纪初技术的革新及蓬勃发展,液晶光子学材料和器件在快速响应显示技术、增强现实、光场调控衍射光学器件、等离激元、光通信等方面展现出蓬勃的生机。目前,人们对液晶的研究正从显示领域扩展到光子学领域。
本书主要介绍近年来液晶光子学领域国内外的最新研究动态,特别是液晶光子学器件和技术的前沿发展。本书内容安排如下:第1章为绪论,第2~6章介绍了液晶光场调控技术、蓝相液晶材料及其显示器、液晶激光器、铁电液晶等器件的工作原理和性能,第7~10章介绍了液晶光子学在增强显示、液晶液滴、等离激元、光通信和太赫兹调控元件等新兴领域中的应用。
我们希望本书能够帮助读者了解液晶光子学最新进展和前沿动态。本书作为高等院校专业教材,可供相关专业师生参考,也可供液晶光子学领域内工程技术人员阅读。
非常感谢本书的共同编著者,本书的顺利完稿是与大家的努力分不开的。各章节撰写情况如下:第1章,华东理工大学郑致刚;第2章,南京大学胡伟、魏冰妍、陈鹏、陆延青;第3章,华东理工大学郑致刚、李萧;第4章,河北工业大学马红梅、孙玉宝;第5章,南方科技大学罗丹;第6章,北京航空航天大学郭琦、赵慧洁;第7章,上海交通大学李燕、刘澍鑫;第8章,厦门大学陈鹭剑;第9章,南方科技大学刘言军、肖栋;第10章,南京大学胡伟、葛士军、段薇、陆延青。感谢各个课题组的研究成员提供的帮助,感谢我们的同事和朋友关于本书的有益讨论,感谢南方科技大学提供的经费支持。最后,感谢我们的家人在本书完成过程中给我们的鼓励、支持和理解。
由于作者水平所限,书中不妥之处,敬请广大读者批评指正。
罗 丹 于南方科技大学
2018年1月
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