液晶衍射现象的实验研究

蒋 骥，朱宏宇，周 衍，甘 晓，顾 源，周 进，潘永华

（南京大学a.匡亚明学院；b.物理学院，江苏南京210093）

1 引 言

液晶是一种介于传统液体和固态晶体之间的特殊物质相[1]，它的电光效应是最为关注的特性.使用北京方式公司生产的液晶电光效应实验仪器，实验时发现一种有趣的现象，当所加交流电压峰峰值在4.5～11V之间时液晶光学器件的透明度下降，5.0V以上出射光会出现明显的类似光栅的衍射现象，在屏上形成衍射斑，且各级衍射斑间的偏振态也按一定规律分布.对此我们从实验上进行了探索与研究.

2 不同电压条件下的衍射光斑

图1为测量液晶电光效应的实验装置示意图，图2为此种液晶光学器件的电光效应曲线.从图2可看出，当驱动电压超过阈值（约为4.0V）时，开始产生电光效应.与传统的液晶光学器件的电光效应曲线[2]不同的是，驱动电压在4.0～4.5V时透过率不断下降，约在5.0V时达到极小值，并且在5.0V以上，上升幅度也小于传统液晶，这时会出现衍射现象.

图1 液晶电光效应实验装置示意图

图2 液晶光学器件电光效应曲线

当液晶光学器件上加频率为25kHz的正弦波时，出射光会出现衍射现象，图3显示不同电压条件下的衍射图样，衍射图样由水平方向上的衍射光斑和以0级光斑为圆心的圆环状衍射图样构成，并且在电压逐渐增大的过程中液晶的衍射图样会发生变化.电压为5.3V时，衍射光斑和圆环状衍射图样都较为模糊，到6.3V时，圆环状衍射图样比较清晰，且各级衍射……