Um die dynamischen Beugungseigenschaften und die Gittermorphologie in Flüssigkristallen zu untersuchen, wurde eine Methode vorgeschlagen, asymmetrische Gitter in einem senkrecht ausgerichteten nematischen Flüssigkristall (NLC) mit C₆₀-Dotierung zu erzeugen. Der Mechanismus der Gitterschaffung wurde analysiert und ein mathematisches Modell der Gittermorphologie erstellt. Zuerst wurde das Phasengitter mit einem schräg einfallenden, horizontal polarisierten Lichtstrahl geschrieben. Danach wurde ein Lichtstrahl verwendet, um das Gitter auszulesen, und ein Fotodetektor zeichnete die Beugungsintensität auf. Experimente zeigten, dass die maximale Beugungseffizienz des Gitters über 60 % liegt und die Beugungsintensitätsverteilung asymmetrisch ist. Basierend auf den Eigenschaften der asymmetrischen Beugung wurde ein physikalischer Mechanismus vorgeschlagen, der eine asymmetrische Beugungsverteilung sowie eine Beugungseffizienz jenseits der Grenzen der symmetrischen Gitter-Raman-Nath-Beugungstheorie erzeugt, basierend auf dem Photorefraktiven Effekt. Schließlich wurde eine Hypothese zur Bildung eines asymmetrischen sägezahnförmigen Gitters im NLC aufgestellt und ein mathematisches Modell zur Beschreibung dieses asymmetrischen Phasengitters vorgeschlagen. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass die hohe Beugungseffizienz des Phasengitters auf ein nicht-sinusförmiges räumliches Ladungsfeld im Flüssigkristall zurückzuführen ist. Dieses asymmetrische elektrische Feld ist hauptsächlich das Ergebnis der gemeinsamen Wirkung von Oberflächenladungsmodulation und dem Carr-Helfrich-Effekt. Das vorgeschlagene Modell des asymmetrischen sägezahnförmigen Gitters erklärt gut die Ursache für die asymmetrische Beugung und die Überwindung der Beugungseffizienzgrenzen der Raman-Nath-Theorie für symmetrische Gitter.

nematischer Flüssigkristall; asymmetrisches Phasengitter; Beugungseffizienz; photorefraktiver Effekt