Los cristales líquidos, gracias a sus propiedades físicas únicas, se han desarrollado como una categoría importante de dispositivos de control óptico, y los cristales líquidos dopados con colorantes (Dye-Doped Liquid Crystal, DDLC) son una de las principales rutas tecnológicas para lograr la modulación óptica controlada eléctricamente. Ante la falta de una relación teórica cuantitativa entre el efecto rotatorio y la interacción acoplada con la absorción anisotrópica de los colorantes en dispositivos de cristal líquido en fase nemática retorcida (Twisted Nematic, TN), este artículo construye un modelo teórico de matriz de Jones compleja tipo TN con pérdidas de absorción, establece una fórmula analítica para la transmitancia en estado oscuro de una estructura de atenuación monocapa TN combinada con un polarizador (TN+P), y estudia sistemáticamente las reglas de regulación del rendimiento óptico en función del ángulo de torsión, el grosor de la celda de cristal líquido, el coeficiente de absorción del colorante y la birrefringencia. Usando como material central un cristal líquido dopado con colorante comercial de tipo positivo, combinado con simulación óptica unidimensional Techwiz LCD y preparación experimental de muestras, se completó la validación en circuito cerrado de teoría, simulación y experimento. Los resultados de cálculo teórico muestran que la estructura torcida del cristal líquido altera la evolución de la polarización de la luz a lo largo del camino óptico, rompiendo las condiciones de coincidencia de absorción eficiente de los colorantes y causando fugas en el estado oscuro; mientras que los materiales con alta birrefringencia fortalecen el efecto rotatorio y aumentan la eficiencia de absorción de luz. Los resultados de simulación por software y el análisis del contraste de ángulo confirman además que la introducción del ángulo de torsión aumenta la transmitancia en estado oscuro y reduce el rendimiento del dispositivo. Se prepararon muestras con grosores de 5, 8, 10 μm y ángulos de torsión de 180° a 360°, y la medición experimental muestra que la transmitancia en estado oscuro es tan baja como 1.03% para la muestra de 10 μm con ángulo de torsión de 0°, obteniéndose el mejor rendimiento de bloqueo de luz; los dispositivos de 8 μm responden en menos de 50 ms, la estructura de 90° con reinicio elástico por torsión tiene el proceso de descenso más lento. Este trabajo mejora el sistema de análisis óptico cuantitativo de cristales líquidos dopados torsionados y proporciona una base teórica y soporte experimental completos para el diseño estructural de ventanas inteligentes de alta opacidad, control eléctrico y modulables continuamente, y dispositivos ópticos de válvula basados en cristales líquidos dopados.

Cristal líquido dopado con colorante;Estructura TN;Matriz de Jones compleja;Control de transmitancia;Simulación óptica