这是本文档旧的修订版！
液晶盒制备和表征实验
实验内容
- 参考操作流程，制作扭曲向列相液晶盒；
- 测试自制液晶盒的性能；
实验原理
液晶及分类
液晶态指的是介于液态和晶态的一种中间态，一方面它具有液体的流动性，另一方面又部分保留着晶态物质分子的各向异性有序排列的特性。图片展示了人类历史上最早发现液晶分子，它是一种胆甾类化合物，整体细而长，这也是大多数液晶分子的特点，所以通常用类似小棒的图象来表示。液晶的分类和命名比较复杂，但对于本实验只要知道其中的向列液晶即可。向列相液晶分子的特点是：长轴互相平行，但不分层，而且分子质心位置是无规则的（如图2中的N所示）。第二幅图展示了液晶相变的一般过程，随着温度逐渐升高，液晶分子排列变得越来越混乱，从晶态经过近晶态(SmC、SmA)和向列态最后到液态。
向列液晶的性质
液晶独特的结构赋予其独特的性质，实验中观察的主要是它的织构、旋光特性和电光特性。
1.织构
液晶在偏光显微镜下呈现的各种各样的丝状条纹或图案被称为织构。向列液晶在偏光显微镜下呈现许多丝状结构，其原因在于向列相分子具有长程取向有序，局部地区分子趋于同一方向排列，两个不同排列取向向区的交界处就出现丝状条纹。丝状织构是向列液晶分子微观结构的反映。
2.旋光特性
液晶是双折射的，这意味着线偏光的垂直和平行长轴的分量通过液晶的速度不同，所以原本同相振动的两个分量在通过液晶后会积累相位差，偏振方向所以偏振方向发生改变。下图展示了实验中制作的TN液晶盒的旋光作用：如果在液晶盒的上下加入方向垂直的起偏器和检偏器，由于液晶分子诱导线偏光的方向旋转了90°，所以此时光能够通过检偏器。
其中有一种特别的向列相液晶显示出手性（螺旋性）而被称为手性向列液晶，分子指向从0°变化360°的距离被称为一个螺距，它受到温度等因素的影响。由于手性向列相液晶独特的结构，它其中的本征态应当是是圆偏振光（也就是在展开某一偏振态的时候应当用左右旋偏振光作为基矢），但不管怎样，手性向列液晶同样可以对线偏光旋转，因为线偏振光可以分解成等幅同相的左旋圆偏振光和右旋圆偏振光。如果我们通过手征性向列液晶发送线性偏振光，则与晶体结构的手征性相匹配的圆偏振光的成分将比其他成分传播得更快，从最终的结果来看，这等价于其相对于其他成分的偏振将旋转得更快。当这两个分量通过液晶分子后时，它们的偏振将再次以相同的速率旋转，光将再次线性偏振，但是由于之前其中一个旋转快于另一旋转，它们之间有相位差，因此现在光将沿不同的角度线性偏振。
3.电光特性