Los cristales líquidos, gracias a sus propiedades físicas únicas, se han desarrollado en una clase importante de dispositivos de control óptico, y los cristales líquidos dopados con colorante (Dye-Doped Liquid Crystal, DDLC) son una de las rutas técnicas principales para lograr el control eléctrico de la intensidad de la luz. Frente a la falta de una relación teórica cuantitativa entre el efecto rotatorio del plano de polarización y la absorción anisotrópica del colorante en dispositivos de cristal líquido nemático torcido (Twisted Nematic, TN), este estudio construye un modelo teórico de matriz de Jones compleja tipo TN que incluye pérdidas de absorción, establece una fórmula analítica para la transmitancia en estado oscuro de una estructura de modulación de luz de una sola capa TN combinada con un polarizador (TN+P), y explora sistemáticamente cómo el ángulo de torsión, el grosor de la celda de cristal líquido, el coeficiente de absorción del colorante y la birefringencia regulan el rendimiento óptico del dispositivo. Utilizando cristal líquido dopado comercial positivo como material principal, combinado con simulación óptica Techwiz LCD 1D y preparación experimental de muestras, se completó una verificación teórica, de simulación y experimental en bucle cerrado. Los resultados teóricos muestran que la estructura retorcida del cristal líquido cambia la evolución de la polarización de la luz a lo largo del camino óptico, destruyendo las condiciones de absorción eficiente del colorante y causando fugas de luz en estado oscuro; mientras que los materiales con alta birefringencia mejoran el efecto rotatorio, aumentando la eficiencia de absorción de luz. Los resultados de simulación por software y los ángulos de contraste confirman que la introducción del ángulo de torsión aumenta la transmitancia en estado oscuro y disminuye el rendimiento del dispositivo. Se fabricaron muestras con grosores de celda de 5 μm, 8 μm y 10 μm y ángulos de torsión de 0° a 360°, y los resultados experimentales mostraron que con celular de 10 μm y ángulo de torsión 0°, la transmitancia en estado oscuro es tan baja como 1.03%, con mejor desempeño de bloqueo de luz; los tiempos de respuesta del dispositivo de 8 μm estuvieron por debajo de 50 ms, y la estructura de 90° utilizó una recuperación elástica de torsión, siendo el proceso de caída el más lento. Este artículo perfecciona el sistema de análisis óptico cuantitativo de cristales líquidos dopados con colorante torcidos, proporcionando bases teóricas y experimentales completas para el diseño estructural de ventanas inteligentes con alto bloqueo de luz y control eléctrico continuo, así como dispositivos de válvulas ópticas.

Cristales líquidos dopados con colorante;estructura TN;matriz de Jones compleja;control de transmitancia;simulación óptica