反鐵電態 排列
鐵電態 排列 (2)
圖 4-2.4 鐵電態和反鐵電態排列下的不同入射光偏振方向(紅色向量)對 應產生的二階極化方向(淺藍向量)。其中在反鐵電態排列下二 階極化會因分子排列所產生相互抵銷的效果而不存在。
4-3 S12 液晶樣品改變電場條件考慮散射對 SHG 影響
根據 4-2 的結果，對樣品施加方波電場會有較好的二次諧波訊號。所 以便使用方波的電場，以不同的振幅、頻率，來觀察對二次諧波產生之訊 號的影響。以香蕉型鐵電性液晶樣品，在 S-P、P-P 偏振下，進行振幅為：
10V/μm、20V/μm、30V/μm、40V/μm、50V/μm、60V/μm，以及頻率為：
25Hz、75Hz、125Hz、175Hz、225Hz、275Hz、325Hz、375Hz 的外加電場實 驗。其二次諧波訊號之變化如(圖 4-3.1)、(圖 4-3.2)所示。其訊號的取法
SHG Peak Power (a.u.)
Frequency (Hz)
10V/μm Banana FLC (SmC)
P-P
圖 4-3.1 P-P 偏振下外加方波電場在不同振幅、頻率下之二次諧波訊號。
0 50 100 150 200 250 300 350 400
SHG Peak Power (a.u.)
Frequency (Hz)
10V/μm Banana FLC (SmC)
S-P
圖 4-3.2 S-P 偏振下外加方波電場在不同振幅、頻率下之二次諧波訊號。
如考慮不同電場條件下的散射效果，則先以 2-3-4 中的系統進行散射 效果的量測，並以量測結果計算出 3-2-6 中所定義的散射因子α，結果如(圖 4-3.3)。另外也對 ZLI-4654-000 鐵電性液晶進行了散色因子的量測，以備 日後使用(見圖 4-3.4)，其原始數據將收錄在(附錄.D)。最後再以 3-3-2 中
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Frequency (Hz)
10 V/μm
Square Wave Field
圖 4-3.3 香蕉型鐵電性液晶對應不同電場條件下的散射因子α。
Frequency (Hz) 5 V/μm
10 V/μm 15 V/μm 20 V/μm
ZLI-4654-000 FLC SmC* (45 oC) Square Wave Field
圖 4-3.4 ZLI-4654-000 鐵電性液晶對應不同電場條件下的散射因子α。
0 50 100 150 200 250 300 350 400
0.28 Banana FLC SmC (105 degree) P-P Reduction Scarttering Effect
Fixed SHG Signal (a.u.)
Frequence (Hz)
10 V/μm
Fixed SHG Signal (a.u.)
Frequence (Hz)
10 V/μm Banana FLC SmC (105 degree) S-P
Reduction Scarttering Effect
圖 4-3.6 還原香蕉型鐵電性液晶在不同電場條件下不含散射效果的 S-P 二次諧波產生訊號。
由還原散射效果前的二次諧波訊號對各電場條件的趨勢圖，可觀察到 大多數狀況下，隨著電場頻率增高，訊號效果會出現變弱的趨勢。造成此
種效應的原因，可能是由於交流電場使液晶分子在兩種不同方向(電極兩端) 的鐵電態排列間切換時，液晶分子會以反鐵電態排列。而隨著交流電場頻 率增高，當雷射脈衝打到樣品上時，液晶正處於反鐵電態排列的機率增加 (如圖 4-3.7)。如同 4-2 中的討論，導致二次諧波產生的總訊號相對於外加 低頻電場時為低。且同此理，愈大的電場振幅下，作用在液晶分子上的電 力越強，故加強了使液晶分子極化方向順應電的方向的鐵電態排列效果。
故在(圖 4-3.5)、(圖 4-3.6)中，也能發現大多數情況下隨著電場振幅增大，
訊號也隨之增強的現象。
t
t
t
t 30
26
16
圖 4-3.7 不同外加場頻率下對應雷射脈衝的樣品液晶，在鐵電態排列(粉 紅色)和反鐵電態排列(淺藍色)在時域上的分布圖。右側數字代 表在圖示中的時間內，落在鐵電態排列時的脈衝數。
4-4 ZLI-4654-000 液晶樣品的實驗結果
以相同於香蕉型鐵電性液晶樣品的實驗操作，將溫度維持在 45℃下，
使其處於旋性層狀 C 型排列下。並採用振幅為 10V/μm，120Hz 的三角波交 流電場。使樣品產生如(圖 3-2-1.1)所示之圖形，以確定液晶有順應電場排 列。並進行 P-P、S-P 偏振的實驗。結果如(圖 4-4.1、圖 4-4.2、圖 4-4.3) 所示，並不見明顯的訊號變化趨勢。故目前無法如香蕉型鐵電性液晶般，
進行更深入的分析。
-40 -20 0 20 40
0.014 0.016 0.018 0.020 0.022
p-p s-p
SHG Signal (a.u.)
Incidence Angle (degree) ZLI-4654-000 FLC (45?C-SmC*) 226.35 (W2/m2) 10 (V/μm) 120 (Hz) Triangle Field
圖 4-4.1 ZLI-4654-000 鐵電性液晶樣品在 P-P、S-P 偏振下的訊號其一。
-40 -20 0 20 40
SHG Signal (a.u.)
Incidence Angle (degree) ZLI-4654-000 FLC (45oC-SmC*) 2037.18 (W2/m2)
SHG Signal (a.u.)
Incidence Angle (degree) ZLI-4654-000 FLC (45?C-SmC*) 905.41 (W2/m2) 10 (V/μm) 120 (Hz) Triangle Field
圖 4-4.3 ZLI-4654-000 鐵電性液晶樣品在 P-P、S-P 偏振下的訊號其三。