本文以沒水式斜束超音波實驗，探討聲導波對向列型液晶之聲光 效應，透過實驗，觀察聲導波頻散特性及其模態對於液晶分子排列的 影響。本章綜合實驗結果與討論，作為日後研究的參考。
5.1 結論
5.1.1 實驗結果分析
本研究的實驗結果顯示超音波斜束入射液晶試片，對於液晶的聲 光效應有下列影響：
(1)超音波的入射角度：不同入射角的斜束超音波折射進入液晶試 片，生成沿液晶試片傳遞的導波相速度不同，不同的相速度在頻散 曲線上對應不同工作頻率的共振模態。
(2)超音波的工作頻率：在固定的導波相速度下，若工作頻率越接近 特定模態的共振頻率，聲光效應會更為明顯，代表液晶分子受聲導 波影響轉動的角度較大。
(3)聲導波模擬的聲場分佈：超音波折射進入液晶試片生成的聲導波 模態對於液晶分子產生不同程度的轉動影響，得到不同的透光強度 變化。
(4)超音波聲場的強弱：超音波換能器的發射功率必須超過某一閥值 強度，液晶才會發生聲光效應的現象，這與液晶分子的光電效應相 似。液晶分子由於外加電場作用，使得其排列狀態改變，造成液晶 薄膜的光學性質發生變化。
5.1.2 聲導波模擬的影響
沒水式斜束超音波照射液晶試片所產生的液晶聲光效應，經實驗 證實與液晶試片之聲導波模擬有關。對稱聲導波的 S0、S1模態對液 晶分子排列狀態的改變較為顯著。實驗雖觀察到 A0模態對於液晶分 子排列的影響，但是較為不明顯。高階的對稱及反對稱模態對於液晶 分子排列也有影響，但是部分頻散曲線過於接近，無法由液晶的透光 率變化分辨不同聲導波模態個別的貢獻。倘若共振模態間互相耦合，
造成液晶層的應力分佈複雜，雖改變液晶分子的排列狀態，但卻不穩 定。
根據施文斌[16]模擬的液晶試片頻散曲線，可看出低階模態聲導 波之頻散曲線區隔分明，液晶分子受到聲場作用而改變的行為單純，
因此較低模態的頻段應為液晶聲光效應研究較佳的操作範圍。然而，
高頻範圍的聲導波對於液晶聲光效應之影響具有較快的反應時間。此 點猶待進一步的研究，可能具有應用的潛力。
此外，實驗值與模擬的頻散曲線相比較，低頻範圍的相速度實驗 值皆略高於模擬值，可能是模擬過程對於具黏滯性流體之過度簡化，
並且未考慮三明治結構與周圍流體的耦合條件，造成模擬結果與實驗 值的落差，液晶的流體模型尚有改進的空間。
5.2 未來展望
本研究的實驗以沒水式超音波換能器激發超音波，折射進入液晶 試片產生導波，影響液晶分子的排列。在相同的實驗架構下，若於發 射探頭的同一側，再架設一沒水式超音波換能器接收自試片反射之訊 號，若入射波進入試片產生導波，沿著液晶試片傳遞的聲導波會逐漸 滲漏到周圍的液體中，與幾何反射的超音波聲場干涉形成滲漏藍姆波
(leaky Lamb waves, LLW)。滲漏藍姆波實驗訊號的頻率響應在特定頻 率處，顯現超音波的反射能量減少，這些減少的能量大部分是被試片 內生成的聲導波所帶走，這些特定的頻率與聲導波共振頻率相近。因 為周遭液體與試片間的耦合效應，致使兩者存在些微的差異。透過此 架構可以驗證試片內是否產生聲導波，量測其發生的頻率，也可以同 時觀察超音波聲場分佈之情形。
此外，若將表面聲波元件與液晶試片結合，以交指差電極激發表 面聲波，傳入試片盒影響液晶分子的排列，不需透過水為介質傳遞，
直接於液晶試片上形成聲導波，此實驗可直接以偏光顯微鏡放大觀察 液晶分子受聲場的影響。
本研究觀察垂直配向之液晶分子受超音波導波影響，改變排列方 向發生雙折射，使雷射光得以穿透，但是液晶分子的排列通常不會馬 上穩定下來。未來可進一步配合液晶光學理論分析液晶分子的排列及 關鍵性的超音波參數，達成超音波操控液晶的積極目的。