액정 내 위상 격자의 동적 회절 특성과 격자 형상을 연구하기 위해 C₆₀이 도핑된 수직 정렬 네마틱 액정(NLC)에서 비대칭 격자를 생성하는 방법을 제안하고, 격자 생성 메커니즘을 분석하였으며 격자 형상의 수학적 모델을 구축하였다. 먼저, 수평 편광의 사선 입사 빔을 이용해 위상 격자를 기록하였다. 이후 빔 하나를 탐지광으로 사용하여 격자를 읽고 광전 탐지기로 회절 광 강도를 기록하였다. 실험 결과, 격자의 최대 회절 효율은 60%를 초과하며 회절 강도 분포는 비대칭적이었다. 비대칭 회절의 특성에 기반하여 광굴절 효과에 의해 비대칭 회절 분포 및 대칭 격자 Raman-Nath 회절 이론 한계를 초과하는 회절 효율을 생성하는 물리적 메커니즘을 제안하였다. 마지막으로 NLC에서 비대칭 톱니형 격자 형성 가설을 제시하고 비대칭 톱니형 위상 격자를 기술하는 수학적 모델을 제안하였다. 연구 결과, 위상 격자의 높은 회절 효율은 액정 내 비정현파 변조 공간 전하장에 기인하며, 이 비대칭 전기장은 표면 전하 변조 및 Carr-Helfrich 효과의 공동 작용 결과임을 보여주었다. 제안된 비대칭 톱니형 격자 모델 가설은 비대칭 회절 및 Raman-Nath 이론의 대칭 격자 회절 이론 한계를 돌파하는 회절 효율의 원인을 잘 설명한다.

네마틱 액정;비대칭 위상 격자;회절 효율;광굴절 효과