聚合物分散液晶_PDLC_光开关研究

第24卷　第3期

　2002年6月　　光　学　仪　器OPTICALINSTRUMENTSVol.24,No.3

June,2002文章编号:1005—5630(2002)03—0028—06

聚合物分散液晶(PDLC)光开关研究

顾玲娟,郑继红,陈　刚,庄松林

(上海理工大学光电学院,上海200093)

　　摘要:聚合物分散液晶材料具有电控开关特性,利用材料的这一特性制成聚合物分散

液晶光栅则具有衍射特性的电场可调性。理论和实验表明,采用一定的材料配方和工艺,可

以获得理想的聚合物分散液晶全息光栅,若干个不同频率的光栅叠加可以制成实现多点光

切换的光开关。

关键词:聚合物分散液晶;全息光栅;衍射;电控效应;光开关

中图分类号:O753+.2　　　文献标识码:A

Thestudyofpolymer-dispersedliquidcrystal(PDLC)opticalswitching

GULing-juan,ZHENGJi-hong,CHENGang,ZHUANGSong-lin

(CollegeofOpticsandElectronics,UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200093,China)

　　Abstract:BecausethedirectorofnematicliquidcrystalcanbecontrolledbytheexternalelectricfieldandthePDLCfilmscanmodulatelightthroughacontrollablescatteringeffect,thediffractivelightin-tensityofPDLCgratingcanalsobemodulatedbyelectricfield.Accordingtoopticaltheoriesandthroughmanyexperiments,nowwecanobtainidealPDLCholographicgratingsutilizingspecialrecipeandtech-nique.AnovelopticalswitchingcanbeproducedbythesuperpositionofsuchPDLCgratingswithdiffer-entspatialfrequencies.

Keywords:polymer-dispersedliquidcrystal;holographicgrating;diffraction;electricalcontrollableeffect;opticalswitching

1　引　言

光开关器件是光通讯网络中重要的光源器件,在波长的选择、网络的自愈保护中都是必不可少的。目前光开关器件都采用机械方法实现,由微型马达驱动光纤位置或驱动反光镜的方法来实现光传播方向的切换,这种器件存在着两个主要的缺点:一是响应速度较慢,一般很难快于10ms;二是体积较大,不利于系统的集成化和小型化。为此,国际上一些著名的公司和科研机构正致力与运用新材料和新技术得到快速度和小型化的光开关的研究工作,其中最主要的有液晶、MEMS、平面波导技术等。而液晶以其功能的通用性、物理状态的稳定性和快速的开关速度在光开关和其他光无源器件的研究中具有很大优势。

聚合物分散液晶材料(PolymerDispersedLiquidCrystal,PDLC)是由特定比例的向列相液晶、高分子预聚物和微量光引导剂经充分混合,在一定条件下使预聚物发生聚合固化反应,棒状的液晶微滴从混合物中析出,分散于固态聚合物高分子基质之中而形成。聚合物分散液晶具有显著的电控开关特性:当不加电

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