液晶顯示技術(shù)：2-2 雙折射現(xiàn)象及分析法

1、第二章 液晶的光學(xué)性質(zhì)第二節(jié) 雙折射現(xiàn)象及分析法 向列型液晶和多數(shù)近晶液晶類似于單軸晶體，可以按如下方式計(jì)算折射率： 液晶的非常光折射率的計(jì)算 設(shè)晶片的厚度為d，在晶片中o光的光程是n0d，e光的光程是ned，兩者之間的光程差是：=| n0-ne|d位相差是： 這種能使光矢量互相垂直的兩支偏振光產(chǎn)生相移的晶片叫波片。 波片的概念四分之一波片如果波片產(chǎn)生的光程差 =| n0-ne|d=(m+1/4) 0 式中m為整數(shù)，這樣的波片叫1/4波片。當(dāng)入射的線偏振光矢量與波片的快慢上分量相等，Ex=Ey，又因?yàn)椴ㄆa(chǎn)生的光程差使兩束光的位相差為/2的奇數(shù)倍，根據(jù)上面的分析可以看出，出射的光矢量為圓偏振光

2、。二分之一波片如果波片產(chǎn)生的光程差 =| n0-ne|d=(m+1/2) 0 式中m為整數(shù)，這樣的波片叫半波片或叫1/2波片，線偏振光通過(guò)半波片后仍為線偏振光， 如果波片的光程差= m0其中m為整數(shù)，則稱為全波片。- 值得注意的是所謂1/4波片、1/2波片或全波片都是針對(duì)某一特定波長(zhǎng)而言的。與偏光顯微鏡配套的波片是指對(duì)鈉黃光（波長(zhǎng)為5893）而言的。 液晶波片是最時(shí)髦的東西！3. 偏振光的矩陣分析法瓊斯矩陣 在與光線垂直的平面上選定直角坐標(biāo)系xoy，任一偏振光，無(wú)論是線偏振光，圓偏振光，還是橢圓偏振光，都可以用光矢量在兩個(gè)坐標(biāo)系上的投影來(lái)表示： 或者用復(fù)振幅表示： 即：將上述矩陣歸一化 ：下面

3、舉幾個(gè)例子說(shuō)明。例1：光矢量沿X軸的振幅為E0的線偏振光 例2：光矢量與X軸成角，振幅為E0的線偏振光， 歸一化瓊斯矢量為： 稱為瓊斯矢量例3：圓偏振光 歸一化瓊斯矢量為： 偏振光通過(guò)偏振器件后，它的偏振狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化。入射光線的偏振狀態(tài)用 表示，出射光的偏振狀態(tài)用 表示，偏振器件G鏈接 和 。或 因此任一偏振器件的特性可以用矩陣G來(lái)描述。矩陣G叫做該器件的瓊斯矩陣。 例4：設(shè)1/4波片的快慢軸分別沿X軸和Y軸方向，它對(duì)任何偏振光的作用是使Y軸分量相對(duì)于X軸分量產(chǎn)生p/2的位相滯后。設(shè)入射光的瓊斯矢量為 ，出射光的瓊斯矩陣為 ，則： 寫(xiě)成矩陣形式： 例5：透光軸在X方向和在Y方向的偏振片的瓊斯

4、矩陣分別為 ：透光軸與X軸成角偏振片的瓊斯矩陣為： 例6：設(shè)有偏振光，光矢量與X軸的夾角是p/4， 通過(guò)四分之一波片后出射光的瓊斯矩陣為： 如果偏振光相繼通過(guò)多個(gè)偏振器件，它們的瓊斯矩陣分別為G1、G2Gn，則出射光的瓊斯矢量為： 一些重要器件的瓊斯矩陣如下：(1). 線偏振器，透光軸與X軸成角 (2).一般波片，產(chǎn)生位相差為。a.快軸在X方向： b.快軸Y方向： c.快軸與X軸成45o角： 若液晶層對(duì)光的兩個(gè)相垂直的分量產(chǎn)生的相位差為d，則對(duì)應(yīng)的瓊斯矩陣為： 加一1/4波片以后，在沒(méi)有通過(guò)檢偏器的出射光為： 這樣的薄片在正交偏光鏡下一般會(huì)產(chǎn)生干涉。為線偏振光，通過(guò)檢偏器時(shí)就不會(huì)發(fā)生干涉。 液晶的光軸與分子的指向矢往往是一致的。由于在外場(chǎng)的作用下，分子的指向矢會(huì)發(fā)生改變，因而光軸方向隨之改變，整個(gè)折射率橢球也隨指向矢同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，在光線傳播的某一方向上的折射率是隨著外場(chǎng)而變化的。雙折射性質(zhì)隨外