翻模複製法製作菲涅耳液晶透鏡及其光電性能之研究

摘要

本論文主要目的為透過翻模複製法製作菲涅耳波帶片(Fresnel zone plate，FZP)，並將其與液晶材料結合後以電壓控制達成相位型菲涅耳液晶透鏡。實驗中針對不同厚度之菲涅耳液晶透鏡的繞射效率、偏振特性，以及成像效果等光學特性進行研究。 由於向列型E7液晶的短軸折射率與固化的NOA65光學膠折射率差異極小(~0 0023)，入射光進入奇、偶區時幾乎感受不到兩區間之折射率變化，因此可藉此光學特性與外加電場控制液晶分子轉態，達到菲涅耳液晶透鏡ON/OFF切換之目的。 菲涅耳液晶透鏡使用的液晶配向有水平配向(Homogeneous alignment，HA)和90度扭轉配向(90° twisted nematic alignment，TN)兩種類型。HA菲涅耳液晶透鏡為偏振相關元件，其焦點處光強度與入射光偏振方向相關；而TN菲涅耳液晶透鏡則為偏振無關元件。 由於NOA65二階結構是立體建立於玻璃基板上，奇、偶區液晶層厚度不同會造成相位分佈不均，使入射光因為感受到相位差而產生繞射，讓光線匯聚；當施加一電壓於液晶盒時，奇區因具有NOA65層結構導致液晶層感受到的電壓較偶區液晶層為小，故其液晶分子轉動程度亦較小，如此，奇、偶區對入射光便產生明顯的相位差及繞射現象。 根據理論，相位型二階菲涅耳透鏡的繞射效率為40 5%；而本研究結果在無間隙子與12μm厚度間隙子的HA菲涅耳液晶透鏡最大繞射效率分別為37 4%及37 15%，12μm、18μm及24μm的TN菲涅耳液晶透鏡最大繞射效率分別為23 76%、28 94%及35 28%。

獎項日期	2015 9月 8
原文	???core.languages.zh_ZH???
監督員	Chia-Rong Sheu (Supervisor)