液晶中の位相格子の動的回折特性と格子形状を研究するために、C₆₀をドープした垂直配向ネマティック液晶（NLC）中で非対称格子を生成する方法を提案し、格子生成メカニズムを分析し、格子形状の数学モデルを構築した。まず、水平方向偏光の斜入射ビームを用いて位相格子を書き込んだ。次に、1つの光ビームを検出光として格子を読み出し、光電検出器で回折光強度を記録した。実験により、格子の最大回折効率が60％を超え、回折強度分布が非対称であることが示された。非対称回折の特徴に基づき、光誘起屈折効果により非対称回折分布および対称格子のRaman-Nath回折理論の限界を超える回折効率を生成する物理機構を提案した。最後に、NLC中で非対称のノコギリ状位相格子が形成される仮説を示し、その数学モデルを提案した。研究結果は、位相格子の高い回折効率が液晶中の非正弦波変調された空間電荷場に由来し、この非対称電場が主に表面電荷変調とCarr-Helfrich効果の共作用によるものであることを示している。提案された非対称ノコギリ状格子モデルは、非対称回折とRaman-Nath理論の対称格子回折理論の制限を超える回折効率の原因をよく説明している。

ネマティック液晶;非対称位相格子;回折効率;光誘起屈折効果