Les cristaux liquides, grâce à leurs propriétés physiques uniques, se sont développés en une classe importante de dispositifs de modulation optique, tandis que les cristaux liquides dopés par colorant (Dye-Doped Liquid Crystal, DDLC) constituent l'une des principales voies technologiques pour réaliser la modulation électrique de l'intensité lumineuse. Face au manque de lien théorique quantitatif entre l'effet rotatoire optique et la coopération d'absorption anisotrope du colorant dans les dispositifs à phase cocktail tordu (Twisted Nematic, TN), cet article établit un modèle théorique basé sur la matrice de Jones complexe de type TN prenant en compte les pertes d'absorption, élabore une formule analytique de la transmittance en état sombre pour une structure TN monocouche couplée à un polariseur (TN+P), et étudie systématiquement l'influence de l'angle de torsion, de l'épaisseur de la cellule liquide cristalline, du coefficient d'absorption du colorant et de la biréfringence sur les performances optiques du dispositif. En utilisant comme matériau principal un cristal liquide dopé par colorant positif commercial, combiné à la simulation optique Techwiz LCD 1D et à la préparation d'échantillons expérimentaux, une validation en boucle fermée théorie-simulation-expérience est réalisée. Les résultats théoriques montrent que la structure torsadée du cristal liquide modifie l'évolution de la polarisation de la lumière le long du trajet optique, détruit les conditions d'absorption efficace du colorant, causant ainsi une fuite à l'état sombre; tandis que les matériaux à forte biréfringence renforcent l'effet rotatoire, augmentant l'efficacité d'absorption lumineuse. Les résultats de simulation logicielle et les angles de contraste confirment que l'introduction de l'angle de torsion augmente la transmittance à l'état sombre, réduisant la performance du dispositif. Des échantillons d'épaisseur de cellule de 5 μm, 8 μm, et 10 μm avec un angle de torsion de 0° à 360° ont été préparés; les mesures expérimentales montrent que pour 10 μm d'épaisseur et un angle de torsion de 0°, la transmittance à l'état sombre est aussi basse que 1,03%, assurant la meilleure occultation; les temps de réponse pour les dispositifs de 8 μm sont inférieurs à 50 ms, et la structure à 90° bénéficie d'une remise en position élastique par torsion, le processus de décroissance étant le plus lent. Cet article améliore le système d'analyse optique quantitative des cristaux liquides dopés de colorant torsadés, fournissant une base théorique et expérimentale complète pour la conception structurelle des fenêtres intelligentes à occultation élevée et à contrôle électrique continu, ainsi que des dispositifs de vannes optiques.

Cristaux liquides dopés par colorant;structure TN;matrice de Jones complexe;contrôle de la transmittance;simulation optique