光波导已被电场拉伸 TN型光开关的结构如图1所示。在两块 玻璃板 之间夹有正性 向列相液晶 ,液晶分子的形状如同火柴一样,为棍状。棍的长度在十几埃(1埃 = 10 -10 米 ),直径为4~6埃,液晶层厚度一般为5-8微米。玻璃板的 内表面 涂有透明电极,电极的表面预先作了定向处理(可用软绒布朝一个方向摩擦,也可在电极表面涂取向剂),这样,液晶分子在透明电极表面就会躺倒在摩擦所形成的 微沟槽 里;使电极表面的液晶分子按一定方向排列,且上下电极上的定向方向相互垂直。上下电极之间的那些液晶分子因范德瓦尔斯力的作用,趋向于平行排列。然而由于上下电极上液晶的定向方向相互垂直,所以从俯视方向看,液晶分子的排列从上电极的沿-45度方向排列逐步地、均匀地扭曲到下电极的沿+45度方向排列,整个扭曲了90度。如图1左图所示。 理论和实验都证明,上述均匀扭曲排列起来的结构具有光波导的性质,即 偏振光 从上电极表面透过扭曲排列起来的液晶传播到下电极表面时, 偏振方向 会旋转90度。 取两张偏振片贴在玻璃的两面,P1的透光轴与上电极的定向方向相同,P2的透光轴与下电极的定向方向相同,于是P1和P2的透光轴相互正交。 在未加驱动电压的情况下,来自光源的自然光经过偏振片P1后只剩下平行于透光轴的 线偏振光 ,该线偏振光到达输出面时,其偏振面旋转了90°。这时光的偏振面与P2的透光轴平行,因而有光通过。 在施加足够电压情况下(一般为1~2伏),在 静电场 的吸引下,除了基片附近的液晶分子被基片“锚定”以外,其他液晶分子趋于平行于 电场方向 排列。于是原来的扭曲结构被破坏,成了均匀结构,如图1右图所示。从P1透射出来的偏振光的偏振方向在液晶中传播时不再旋转,保持原来的偏振方向到达下电极。这时光的偏振方向与P2正交,因而光被关断。