液晶是介于完全规则的晶体和各向同性的液体之间中间态的一种物质，其特性与结构介于固态晶体与各向同性液体之间。从宏观物理性质上看，既具有液体的流动性、粘滞性，又具有晶体的各向异性，能像晶体一样发生双折射、布拉格反射、衍射及旋光效应，也能在外场作用下产生电光、磁光或热光效应。 液晶是一种各向异性的物质，光学上类似单轴晶体。在一般的情况下光轴与分子的长轴方向一致。当对液晶盒加上外部磁场(电场)时，由于在不同的磁场(电场)强度作用下，会使分子的长轴发生一个不同的倾角旋转。因此在这种状态下，液晶盒的光轴与未加磁场(电场)前不同，双折射率也会受磁场(电场)影响，这就是液晶的磁控(电控)双折射效应。利用这一性质可以制成光偏转器和光调制器。目前国内外在这一方面的研究主要侧重于应用，对液晶磁控双折射特性的研究很少。因此，研究液晶的磁控双折射效应就显得特别重要。 向列相液晶是由长径比很大的棒状分子组成，分子质心没有长程有序性。具有类似于普通流体的流动性，分子不排列成层，它能上下、左右、前后滑动，只在分子长轴方向上保持相互平行或近于平行。向列相液晶最大的特点是在磁场、电场、表面力和机械力的影响下，分子排列一律倾向于同一方向。这种分子长轴彼此互相平行的自发取向过程使液晶产生高度的双折射性。本文以向列相液晶BL-009为例对液晶的磁(电)控偏振(双折射)特性进行研究。 论文共分六章。第一章介绍了液晶发现及发展的历史和液晶磁效应的研究现状，阐述了研究液晶磁控偏振特性的意义。 第二章介绍了液晶的基础知识，讨论了液晶的折射率各向异性、光学的正负以及光学基础。 第三章介绍了光的偏振和双折射，并对磁光材料的法拉第效应、磁线振双折射从理论上进行了分析。 第四章介绍了液晶的磁效应。详细分析了磁化率的各向异性、摘要第2页FrederickS转变以及平行排列向列相液晶在静磁场中扭曲。 第五章介绍了液晶的双折射。对液晶的磁致双折射和电控双折射的起因、影响液晶双折射的种种因素理论上进行了分析，并推导了线性扭曲向列型液晶的琼斯矩阵。 第六章对液晶磁控偏振特性的实验研究作了详细阐述。该实验主要是利用偏光干涉的理论对液晶磁控偏振特性进行了研究。利用连续可调磁场仪、测角仪、光电探测器和可调谐激光器(或其它激光器)等来搭建测试系统，首先，在红外区利用波长1350纳米的红外激光，液晶盒为BL一009型向列相液晶，在室温20摄氏度下进行实验测试。得到了液晶透射光强度、分子轴旋转角(旋光性)随磁场和磁场相对液晶盒的方位角变化的规律。其次，在可见光区对液晶的磁控偏转效应进行了细致地研究。分三个方面，液晶透射光强度随磁场的变化;液晶透射光强度最小值随磁场的变化;液晶分子轴旋转随磁场的变化。此后利用日本产岛津UV一310PC分光光度计，在全波段范围内通过改变加在液晶盒上的电压大小对液晶透射比随波长的变化进行了测试，绘出了从190nm到2800nm之间整个波段的测试曲线，可知随着液晶盒上所加电压的增高，整个曲线向短波(左)方向移动。并就液晶的非互异性进行了实验研究。最后，研究了液晶双折射率随磁场、电场变化规律，并且利用数学函数对实验曲线进行了拟合，当磁场大于阂值磁场时，液晶双折射率比较好的符合拟合规律。 本文主要完成一下几方面工作: (l)比较系统地整理了液晶磁控、电控双折射的有关理论，以 及液晶的特性; (2)研究了可见光区液晶的磁控效应、旋光效应; (3)研究了红外区液晶的磁控效应、旋光效应; (4)研究了液晶的磁控效应随入射光角度变化的关系; (5)研究了液晶磁控双折射效应随外加磁场的变化规律; (6)研究了液晶磁控双折射率的变化规律，首次绘出了液晶双 折射率随磁场变化的关系曲线;摘要第3页 (7)研究了向列相液晶的非互易性; (8)研究了液晶在全波段范围内的透射比，以及电空双折射率。 工作的创新之处在于系统地分析了影响液晶双折射率的各种因素:利用连续可调磁场仪、测角仪、光电探测器等仪器成功搭建了实验装置，全面测定了液晶的透射比、旋光角、双折射率随磁场变化而变化的规律:在施加不同磁场强度的情况下，得到了液晶的磁控双折射率的变化规律，首次绘出了液晶双折射率随磁场变化的关系曲线;通过改变入射光方向测量液晶旋光角，研究了向列相液晶的非互异性;在对液晶盒施加电压的情况下，又详细测试并研究了入射光波长从190nm到28O0nm的液晶透射比，发现了紫外区域波长从310nm到345nm带宽的强烈吸收带。