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研究生： 陳光豪
Chen, Guang-Hao
論文名稱： 雙光子效應於染料摻雜膽固醇液晶薄膜之研究與其雷射引致雙光子光柵之應用
Biphotonic effect and its applications of laser-induced biphotonic gratings in dye-doped cholesteric liquid crystal films
指導教授： 李佳榮
Lee, Chia-Rong
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 理學院 - 光電科學與工程研究所
Institute of Electro-Optical Science and Engineering
論文出版年： 2007
畢業學年度： 95
語文別： 中文
論文頁數： 103
中文關鍵詞： 偶氮染料 、同素異構化 、膽固醇 、雙光子 、液晶
外文關鍵詞： azo-dye, isomerization, liquid crystal, biphotonic, cholesteric
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    • 本論文主要研究摻雜偶氮染料之膽固醇液晶薄膜在雙光子效應下產生可利用光做為開關之光柵。雙光子效應主要是由一道圓偏振的綠光及兩道同調的線偏振紅光產生干涉場所引致的。而能夠產生雙光子光柵的主要機制，起因於綠光會引致染料經過trans → cis同素異構化反應帶動液晶旋轉至波的行進方向，紅光則引致染料經過cis → trans反同素異構化反應來抑制染料旋轉，這樣的結果使得液晶分子趨向homeotropic及planar結構的週期性分佈，分別在紅光干涉場弱光區及強光區，進而產生光柵。此外，偶氮染料的濃度、分子結構及綠光、紅光強度的不同都會影響光柵繞射的表現。

    In this thesis, we studied the optically switchable biphotonic gratings（BGs）based on the biphotonic effect in dye-doped cholesteric liquid crystal (DDCLC) films. The biphotonic effect was induced by applying one circularly-polarized green beam and the interference field that is generated by two coherent linearly-polarized red beams. The mechanisms to form the biphotonic gratings were the green-beam-induced dye-reorientation in the direction of the wave vector through the trans→cis isomerization and red-beam-induced suppression of dye-reorientation by cis→trans back-isomerization. These mechanisms result in the spatially periodic distribution with homeotropiclike and planarlike structures, respectively, in the dark and bright regions of the red interfering pattern, generating the BGs. Additionally, the diffracted performance of the BGs significantly depends on the relative intensity of the green and red beams, and type and concentration of the dye dopant.

    摘要.....................................................Ⅰ Abstract.................................................Ⅱ 誌謝.....................................................Ⅲ 目錄.....................................................Ⅳ 圖表目錄.................................................Ⅶ 第一章 簡介...............................................1 §1-1 前言.................................................1 §1-2 液晶簡介.............................................2 §1-3 液晶的分類...........................................4 §1-4 液晶物理............................................17 1-4-1 液晶光學異向性與雙折射性......................17 1-4-2 溫度對向列相液晶之影響........................21 1-4-3 液晶的連續彈性理論............................22 1-4-4 電場對絕緣向列相液晶之影響....................24 第二章 理論..............................................27 §2-1 膽固醇液晶的光學特性................................27 §2-2 影響膽固醇液晶螺距的外在因素........................28 §2-3 液晶摻雜染料分子效應................................32 §2-4 Berreman的溝槽理論..................................38 §2-5 雷射引致光柵........................................38 2-5-1 同調光之干涉..................................38 2-5-2 光柵的分類....................................44 第三章 樣品準備與光路架設................................48 §3-1 實驗樣品的準備......................................48 3-1-1材料介紹.......................................48 3-1-2 樣品製程......................................52 §3-2 實驗光路的架設......................................59 3-2-1 實驗樣品的光譜量測............................59 3-2-2 不同濃度染料分子及其相變溫度的量測............62 3-2-3 研究雙光子光柵光開關的裝置及其相關內容........64 第四章 實驗結果與分析....................................67 §4-1 實驗樣品的光譜量測..................................67 4-1-1 樣品吸收光譜的量測............................67 4-1-1.1 實驗結果與分析........................68 4-1-2 樣品穿透光譜受光激發的變化....................69 4-1-2.1 實驗結果與分析........................70 §4-2 不同濃度染料分子及其相變溫度的量測..................75 4-2-1 實驗結果與分析................................75 §4-3 研究雙光子光柵光開關的裝置及其相關內容..............79 4-3-1 雙光子光柵的光開關特性........................79 4-3-1.1 實驗結果與分析........................79 4-3-2 光柵開關的反應時間............................81 4-3-2.1 實驗結果與分析........................82 4-3-3 探討光柵形成時液晶排列的結構模型..............84 4-3-3.1 實驗結果與分析........................84 4-3-4 不同強度的綠光與紅光對光柵繞射效率的影響......88 4-3-4.1 實驗結果與分析........................89 4-3-5 不同濃度偶氮染料（D2）與光柵繞射效率的關係....90 4-3-5.1 實驗結果與分析........................91 4-3-6 比較MR與D2等不同染料對繞射光柵形成的影響......92 4-3-6.1 實驗結果與分析........................93 第五章 總結與未來展望....................................96 §5-1 總結................................................96 §5-2 未來展望............................................97 參考文獻................................................100

    〔1〕Masahiko HARA﹐Seiji ICHIKAWA﹐Hideo TAKEZOE﹐Atsuo
    FUKUDA﹐Jpn. J. Appl. Phys.﹐23﹐1420（1984）.
    〔2〕Masahiko HARA﹐Hideo TAKEZOE﹐Atsuo FUKUDA﹐Jpn. J.
    Appl. Phys.﹐25﹐1756（1986）.
    〔3〕I. Janossy﹐A. D. Lloyd﹐B. S. Wherrett﹐Mol. Crys. &
    Liq. Cryst.﹐179﹐1（1990）.
    〔4〕I. Janossy﹐L. Csillag﹐A. D. Lloyd﹐Phys. Rev. A﹐
    44﹐8410（1991）.
    〔5〕W. M. Gibbons﹐P. J. Shannon﹐S. T. Sun﹐B. J.
    Swetlin﹐Nature﹐351﹐49（1991）.
    〔6〕I. Janossy﹐T. Kosa﹐Opt. Lett.﹐17﹐1183（1992）.
    〔7〕G. S. Chen﹐D. J. Brady﹐Opt. Lett.﹐17﹐1231（1992）.
    〔8〕A. G. Chen﹐D. J. Brady﹐Opt. Lett.﹐17﹐441（1992）.
    〔9〕I. C. Khoo﹐Hong Li﹐Yu Liang﹐IEEEE Journal of
    Quantum Electronic﹐29﹐1444（1993）.
    〔10〕P. G. de Gennes and J. Prost﹐The Physics of Liquid
    Crystals﹐2nded.﹐Clarendon Press﹐Oxford（1993）.
    〔11〕Tsung-Hsien Lin and Andy Y.-G. Fuh﹐Appl. Phys.
    Lett. 87, 011106 (2005).
    〔12〕Tsung-Hsien Lin and Andy Y.-G. Fuh﹐Proc. SPIE 6487,
    64870E (2007).
    〔13〕B. Bahoadur﹐Liquid Crystals-Applications and Uses﹐
    World Scientific Press﹐Singapore（1990）.
    〔14〕I. C. Khoo﹐S. T. Wu﹐“Optics and Nonlinear Optics
    of Liquid Crystals”﹐World Scientific﹐（1993）﹐
    Chap. 2.
    〔15〕Data sheet from ROCHE Co. “How to dope liquid
    crystal mixtures”.
    〔16〕Andrew J. Lovinger﹐Karl R. Amundson and Don D.
    Davis﹐Chem. Mater. 6﹐1726（1994）.
    〔17〕Grant R. Fowles﹐Introduction to Modern Optics﹐
    2nded.﹐University of Utah﹐New York（1975）.
    〔18〕Iam-Choon Khoo﹐“Liquid Crystals-Physical
    Properties and Nonlinear Optical Phenomena” John
    Wiley & Sons Press﹐New York（1995）.
    〔19〕C. W. Oseen, Trans. Faraday Soc. 29﹐883（1933）.
    〔20〕H. Zocher, Trans. Faraday Soc. 29﹐19（1933）.
    〔21〕F. C. Frank, Discuss. Faraday Soc. 25﹐19（1958）.
    〔22〕H. Kozawaguchi and M. Wada﹐Mol. Crys. Liq. Crys.
    45﹐55（1978）.
    〔23〕P. G. de Gennes﹐Sol. State Commun. 6﹐163（1968）.
    〔24〕R. B. Meyer﹐Appl. Phys. Lett. 12﹐281（1968）.
    〔25〕I. Janossy and A.D. Lloyd﹐Mol. Cryst. Liq. Cryst.
    203﹐74（1991）.
    〔26〕T. V. Galstyan﹐B. Saad﹐M. M. Denariez-Roberge﹐J.
    Chem. Phys﹐107﹐9319（1997）.
    〔27〕T. V. Galstyan﹐V. Drnoyan﹐S. M. Arakelian﹐Phys.
    Lett. A﹐217﹐52（1996）.
    〔28〕Nirmal K. Viswanathan﹐Srinivasan Balasubramanian
    Jpn. J. Appl. Phys. Vol.38（1999）Part1﹐No. 10.
    〔29〕Lasers and Holography﹐edited by P. C. Mehta and V.
    V. Rampal﹐World Scientific﹐Singapore（1993）.
    〔30〕P. Yeh﹐Introduction to Photorefractive Nonlinear
    Optics﹐John Wiley & Sons﹐New York（1993）.
    〔31〕Yong-Jing Wang﹐Manlin Pei﹐Gene O. Carlisle﹐Appl.
    Phys. Lett. 28﹐10（2003）.
    〔32〕E. Sackmann﹐J. Am. Chem. Soc. 93（1971）7088.
    〔33〕Haas﹐W. E.﹐Nelson﹐K. F.﹐Adams J. E.﹐Dir﹐G. A.
    J. Electrochem. Soc. 1974﹐121﹐1667.
    〔34〕H.–K. Lee﹐K. Doi﹐H. Harada﹐O. Tsutsumi﹐A.
    Kanazawa﹐T. Shiono﹐T. Ikeda﹐J. Phys. Chem. B 104
    （2000）7023.
    〔35〕C.-R. Lee﹐T.-S. Mo﹐K.-T. Cheng﹐T.-L. Fu and A. Y.-
    G. Fuh﹐Appl. Phys. Lett.﹐83﹐4285 (2003), and
    reference therein.
    〔36〕B. I. Senyuk, I. I. Smalyukh, and O. D.
    Lavrentovich﹐Opt. Lett.﹐30，4，349-351（2005）.
    〔37〕Shin-Woong Kang﹐Liang-Chy Chien﹐Appl. Phys.
    Lett.﹐ 90﹐221110（2007）.
    〔38〕T. Ishikawa﹐O. D. Lavrentovich﹐Phys. Rev. E﹐60.﹐
    030501（2001）.

    下載圖示 校內：2010-07-09公開
    校外：2010-07-09公開
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