Les cristaux liquides, grâce à leurs propriétés physiques uniques, sont devenus une catégorie importante de dispositifs de contrôle optique, et les cristaux liquides dopés aux colorants (Dye-Doped Liquid Crystal, DDLC) constituent l’une des principales voies technologiques pour réaliser la modulation optique électrique. Face au manque de relations théoriques quantitatives entre l’effet optique rotatoire et la couplage avec l’absorption anisotrope des colorants dans les dispositifs à phase nématique torsadée (Twisted Nematic, TN), cet article construit un modèle théorique de matrice de Jones complexe de type TN avec perte d’absorption, établit une formule analytique de la transmittance en état sombre pour une structure d’atténuation à une seule couche TN associée à un polariseur (TN+P), et étudie systématiquement les lois de réglage des performances optiques en fonction de l’angle de torsion, de l’épaisseur de la cellule, du coefficient d’absorption des colorants et de la biréfringence. En utilisant comme matériau de base un cristal liquide dopé à colorant commercial à polarité positive, combiné à une simulation optique unidimensionnelle Techwiz LCD et à la préparation expérimentale d’échantillons, une validation en boucle fermée entre théorie, simulation et expérimentation est réalisée. Les résultats des calculs théoriques montrent que la structure torsadée des cristaux liquides modifie l’évolution de la polarisation de la lumière le long du trajet optique, rompant les conditions d’absorption efficace des colorants et causant une fuite en état sombre ; tandis que les matériaux à forte biréfringence renforcent l’effet optique rotatoire et augmentent l’efficacité d’absorption lumineuse. Les résultats de la simulation logicielle et les analyses d’angle de contraste confirment en outre que l’introduction de l’angle de torsion augmente la transmittance en état sombre et réduit les performances du dispositif. Des échantillons avec des épaisseurs de 5, 8, 10 μm et des angles de torsion allant de 180° à 360° ont été préparés expérimentalement, montrant que la transmittance en état sombre est aussi basse que 1,03% pour l’échantillon de 10 μm et un angle de torsion de 0°, offrant la meilleure performance d’occultation ; les dispositifs de 8 μm ont des temps de réponse inférieurs à 50 ms, la structure à 90° bénéficiant d’une remise à zéro élastique avec un processus de décroissance le plus lent. Cet article complète le système d’analyse quantitative optique des cristaux liquides dopés torsadés et fournit une base théorique complète ainsi qu’un support expérimental pour la conception structurelle de fenêtres intelligentes à occultation élevée et modulables électriquement, ainsi que d’appareils à valves optiques à base de cristaux liquides dopés.

Cristal liquide dopé aux colorants;Structure TN;Matrice de Jones complexe;Contrôle de la transmittance;Simulation optique