Flüssigkristalle haben sich dank ihrer einzigartigen physikalischen Eigenschaften zu einer wichtigen Klasse optischer Steuergeräte entwickelt, und farbstoffdotierte Flüssigkristalle (Dye-Doped Liquid Crystal, DDLC) sind eine der wichtigsten technologischen Routen zur Realisierung der elektrisch gesteuerten Lichtintensitätsmodulation. Angesichts des Mangels an quantitativer theoretischer Verbindung zwischen dem optischen Drehungseffekt und der anisotropen Absorption von Farbstoffen in verdrehten nematischen (Twisted Nematic, TN) Farbstoff-Flüssigkristall-Geräten wird in dieser Arbeit ein theoretisches Modell der komplexen Jones-Matrix vom TN-Typ mit Absorptionsverlusten aufgebaut, eine analytische Formel für die Dunkelzustandsdurchlässigkeit einer einkörnigen TN-Struktur mit Polarisator (TN+P) entwickelt und das Einflussverhalten von Verdrehwinkel, Zellenstärke, Farbstoffabsorptionskoeffizient und Doppelbrechung auf die optischen Eigenschaften des Geräts systematisch untersucht. Unter Verwendung kommerzieller positiver farbstoffdotierter Flüssigkristalle als Kernmaterial und in Kombination mit Techwiz LCD 1D optischer Simulation und experimenteller Probenherstellung wird ein geschlossener Verifikationszyklus aus Theorie, Simulation und Experiment realisiert. Theoretische Berechnungsergebnisse zeigen, dass die verdrehte Struktur die Entwicklung der Lichtpolarisation entlang des Lichtweges ändert, die effizienten Absorptionsbedingungen des Farbstoffs zerstört und Lichtleck im Dunkelzustand verursacht; während Materialien mit hoher Doppelbrechung den Drehungseffekt verstärken und die Lichtabsorptionseffizienz erhöhen. Software-Simulationsergebnisse und Kontrastwinkel bestätigen weiter, dass die Einführung des Verdrehwinkels die Dunkelzustandsdurchlässigkeit erhöht und die Geräteleistung verringert. Proben mit Zellstärken von 5 μm, 8 μm und 10 μm sowie Verdrehwinkeln von 0° bis 360° wurden hergestellt, experimentelle Ergebnisse zeigen, dass bei 10 μm Zellstärke und 0° Verdrehwinkel die Dunkelzustandsdurchlässigkeit auf 1,03 % sinkt, was die beste Lichtblockierungsleistung darstellt; die Ansprechzeiten der 8 μm Geräte liegen alle unter 50 ms, die 90° Struktur nutzt elastische Torsionsrückstellung mit dem langsamsten Abfallprozess. Diese Arbeit verbessert das quantitative optische Analysesystem für verdrehte farbstoffdotierte Flüssigkristalle und bietet eine vollständige theoretische Grundlage und experimentelle Unterstützung für die Strukturgestaltung von intelligenten Fenstern mit hoher Lichtabschirmung und elektrisch gesteuerter kontinuierlicher Einstellbarkeit sowie optischen Schaltgeräten.

Farbstoffdotierte Flüssigkristalle;TN-Struktur;komplexe Jones-Matrix;Durchlässigkeitssteuerung;optische Simulation