非对称液晶微透镜阵列的四维成像-定制LCM-高清IPS屏-黑白屏
2020-04-10

非对称液晶微透镜阵列的四维成像
ACS Nano
可视化成像在基础研究和技术应用中十分关键。为了获取目标物的三维空间信息,通常需要昂贵的测试设备与复杂的技术手段。而偏振作为光的另一物理维度,在材料表征、遥感、生物信息交互等领域发挥着重要作用。然而,目前要想简单高效地实现对目标物体空间与偏振信息的简单一步探测仍是一项挑战。

胡伟、陆延青团队报道了一种配向诱导自组装生成的非对称液晶超结构实现四维信息可视化成像的技术。通过对微透镜单元大小和朝向分布的设计,不仅高效地实现了对待测物的深度和偏振信息的提取,还赋予了微透镜阵列多路复用/解复用深度和偏振信息的功能。这种非对称性微透镜阵列有利于器件的微型化和集成化,与光子技术的发展趋势相吻合,在光电子器件、光通信等领域具有广阔的应用前景。定制LCM




1.2
自组装螺旋超结构的光、电操控与宽光谱调制
Science Advances
自然界中无处不在的超结构对材料的物化性能起着至关重要的作用。胆甾相液晶可通过分子自组装形成具备多重响应能力的一维螺旋超结构,并呈现Bragg反射特性。其螺距及对应的反射波段可通过温度等外场进行控制,但仍存在操控效率低、光谱动态域窄、可控参量单一、结构稳定性差等亟待解决的问题。

郑致刚、陆延青、李全等通过精妙的光敏手性分子马达设计和液晶弹性自由能匹配,获得了稳定可靠的光响应液晶材料体系。通过外界光电联合调制实现了胆甾相超结构在平面式螺旋、倾斜式螺旋、解旋态及其各自的反手性螺旋结构之间的稳定、动态、可逆的操控。并进一步实现了外场可控、宽光谱连续调制的胆甾相液晶激光器。该研究成果有望在可控手性过滤等方面开辟新的技术方向,并拓展基于胆甾相螺旋超结构调控的光学新应用。定制LCM



1.3
光控液晶多层级超结构研究进展报告
Advanced Optical Materials
自然界中存在许多奇妙的现象,如蝴蝶翅膀的结构色。研究表明,这些现象均源自生物内部复杂而精致的多层级超结构。这种微纳尺度下的有序超结构在功能材料中发挥着至关重要的作用。近年来,液晶因其优异的自组装和刺激响应性而备受关注,液晶多层级超结构的研究层出不穷。这其中,利用光控液晶的自组装行为来实现微观结构的长程有序是一个重要方向。

李全、陆延青合作撰写的光控液晶多层级超结构研究进展报告集中展示了层状近晶相、一维螺旋胆甾相和立方晶格蓝相三类液晶中光控液晶多层级超结构方面的研究进展,介绍了这些超结构在光子学领域的具体应用,并从材料改进、机理解释、光驱动超结构应用等方面对未来研究方向进行了展望。希望通过更多的科研工作者合力,为新型智能光学材料打开一扇大门,探索更多的全新应用。




1.4
光控蓝相软晶格指向的有序性、微域化和图案化
Advanced Materials
物质结构的有序性诠释了自然界的神奇与和谐。晶体是一种典型的有序性结构,被广泛地应用于电子学和光子学领域。有序性会直接影响晶体材料对量子的操控,因而实现晶格的有序排列至关重要。然而,由于位错或缺陷的产生难以控制,因此实现晶面指向微域化以及形成有序-无序交替的周期或准周期图案化晶格排列仍是一项挑战。

陆延青、李国强、李全等合作采用动态掩膜光配向技术成功实现了周期方格、同心圆环、叉形光栅以及数字图形等任意微晶图案,直观证明了取向控制对晶格指向有序性的决定性影响。由于蓝相液晶有序与无序区域对特定频率光的反射率差异显著,且呈现出弱电调控的特性,特殊定制的蓝相晶格图案可用作振幅调制的衍射光学元件。该研究成果中晶格排列有序性、微域化和图案化的实现将为材料、光学等领域带来重要的启示,并展现出工程应用的价值。定制LCM




1.5
分子层“折纸术”:近晶相焦锥畴超结构操控
Advanced Materials
物质结构是微观与宏观世界的桥梁,在材料体系中扮演着重要的角色。液晶分子的组装行为可通过外场控制,因此是一种优良的组装单元。其中,近晶相液晶因其具有自组装形成有序多层级超结构的能力而备受关注,在光束控制、超疏水表面等领域具有巨大的应用潜力。然而目前对近晶相液晶超结构的操控方法还存在效率低、操作复杂、控制维度有限等问题。

胡伟、迟力峰、陆延青等合作将动态掩模光取向技术引入近晶相液晶超结构控制,将“自上而下”的图案化取向与“自下而上”的液晶分子组装相结合,提出了分子层“折纸术”的概念,实现了对近晶相液晶焦锥畴超结构全维度的操控。该类焦锥畴打破了环面焦锥畴的旋转对称性,呈现出新颖的偏振依赖的不对称衍射现象。该研究成果增强了人们设计构筑多层级超结构材料的能力,是软物质材料和纳米技术领域的一项重要进展。定制LCM




1.6
精准操控胆甾相液晶螺旋超结构
Advanced Optical Materials
螺旋结构普遍存在,大到星系,小到手性分子。指纹织构作为胆甾相液晶螺旋结构的一种经典表现形式,因其在动态光束控制等方面的独特应用而备受关注。然而,通过传统机械摩擦等制备胆甾相液晶螺旋结构存在着缺陷多、可靠性差等不足,且难以对螺旋轴指向进行任意、连续、精准的操控,不利于实际应用。

胡伟、陈鹭剑等利用光取向技术实现了对胆甾相液晶面内螺旋轴指向的任意操控,由此构建了一种可任意编程控制的新型螺旋超结构,并进一步考察了双畴情况下取向角和螺旋轴变化的一般规律。这一研究开创性地将光取向技术应用于胆甾相液晶的螺旋轴面内走向控制,使得复杂螺旋形超结构的制备成为可能,有望应用于新型光子器件,也为其它软物质超结构材料的可控生长提供了全新的思路。定制LCM



1.7
基于液晶共轭聚合物链取向的单双层光学微结构制备
Advanced Optical Materials
主链型液晶共轭聚合物因其独特的光学各向异性在偏振聚合物LED、高偏振度微腔发射源、薄膜光学增益介质等新型发光器件领域表现出巨大的应用潜能。然而,利用传统的摩擦取向和转印技术取向液晶共轭聚合物链要么操作复杂,要么存在表面粗糙、静电残留、尘埃污染等问题,链操控的灵活和效率严重不足,从而限制了其应用。定制LCM

夏瑞东、胡伟、Bradley等合作利用光控取向诱导主链型液晶共轭聚合物实现了高分辨的微图案化。他们利用偏振敏感的SD1作为取向膜,通过偏振紫外光照实现液晶共轭聚合物F8BT和二元共混红光聚合物F8BT/Red F的链取向,进而通过局部链取向制备了高空间分辨率的平面光学微结构,并利用叠层取向技术制备了双层平面光学微结构,将薄膜各向异性吸收比提升到了12,接近理论极限。该研究成果能有效推进液晶共轭聚合物的实用化,激发更多功能化光电子器件的创新设计。


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