基于随机位相分布的液晶退偏器件设计与分析

为了实现对不同偏振态入射激光的退偏控制，设计了一种具有随机位相分布结构的液晶退偏器。针对胆甾相液晶器件，利用时域有限差分法，对激光通过胆甾相液晶器件的传输问题建立了模型，并通过实验验证了理论模型，分析了激光通过液晶阵列单元后的偏振态变化及偏振态分布特性。仿真分析结果表明，在合适的液晶材料条件和微刻蚀坑的最大厚度条件下，胆甾相液晶器件对于不同偏振角的入射线偏振光均可以实现较好的退偏效果，且适用的谱宽范围较大。     

全息聚合物弥散液晶器件电光特性的研究

研究了全息聚合物弥散液晶(HPDLC)器件的电光特性，研究了添加不同表面活性剂对聚合物界面对液晶的锚定能的影响机理，寻求到了低工作电压的实现方法. 分析了聚合物基体与液晶折射率不匹配性对器件对比度的影响，测量了HPDLC器件的响应时间和弛豫时间，得到了平均100μs的快速响应. 关键词： 全息聚合物弥散液晶 电光特性 表面活性剂 对比度 响应时间     

薄膜物理及其应用讲座：第七讲 铁电薄膜神经元器件

在分析大脑神经元细胞的工作原理基础上，得出了在人工神经网络中的神经元器件应具有的特点，并介绍了硅基铁电薄膜神经元器件的模型及原理，该器件利用铁电薄膜具有随外加脉冲电压而改变的自极化状态，来调制半导体表面的电阻，以达到不同状态输出的目的。     

基于忆容器件的神经形态计算研究进展

人工智能的快速发展需要人工智能专用硬件的快速发展,受人脑存算一体、并行处理启发而构建的包含突触与神经元的神经形态计算架构,可以有效地降低人工智能中计算工作的能耗.记忆元件在神经形态计算的硬件实现中展现出巨大的应用价值;相比传统器件,用忆阻器构建突触、神经元能极大地降低计算能耗,然而在基于忆阻器构建的神经网络中,更新、读取等操作存在由忆阻电压电流造成的系统性能量损失.忆容器作为忆阻器衍生器件,被认为是实现低耗能神经网络的潜在器件,引起国内外研究者关注.本文综述了实物/仿真忆容器件及其在神经形态计算中的最新进展,主要包括目:前实物/仿真忆容器原理与特性,代表性的忆容突触、神经元及神经形态计算架构,并通过总结近年来忆容器研究所取得的成果,对当前该领域面临的挑战及未来忆容神经网络发展的重点进行总结与展望.     

向列相液晶分子结构与黏度关系研究及BPNN-QSAR模型建立

用于光学、微波通信调谐等器件的向列相液晶材料需要具备高响应速度来实现应用需求.液晶器件响应速度与液晶的旋转黏度、液晶的双折射率等因素相关.微波器件用向列相液晶,常采用大π-电子共轭体系、大极性基团来提高液晶分子的双折射率和介电各向异性,实现宽相位调制量,也因此增大了液晶材料黏度,影响了微波器件的响应速度.本文以液晶黏度因素为主线,对本课题组设计合成的42种向列相液晶在25℃时的黏度用旋转流变仪进行测试,从液晶化合物的结构角度分析影响液晶黏度的因素.首次建立向列相液晶分子结构与黏度的BPNN-QSAR定量构效模型,模型测试组预测值跟真实值之间的相关系数q²=0.607>0.5,说明模型可用于液晶化合物的黏度性能预测,并对影响黏度性能的分子结构描述符进行了探讨.从实际应用出发结合本课题研究,设计了两个系列7个大双折射率液晶分子, BPNN模型测试黏度量度小于同类型分子,实验测试值与模型测试值相近.     

液晶软光子学——光场的多自由度调控

液晶是一类典型的软物质。它具有优异的外场调谐特性以及多层级的组装结构特征。文章介绍了作者在液晶光控取向技术及其光学应用方面取得的进展，如对液晶进行图案化编码实现任意液晶微结构的制备及多层级操纵，对光场的振幅、相位、偏振及波长等多自由度进行灵活、高效的调控，实现功能可调的液晶太赫兹器件等。     

便携式电控聚合物分散液晶全息透镜的电源及结构设计

根据聚合物分散液晶材料的光电特性及需要,在研究基于聚合物分散液晶光电器件时必须设计合适的电源驱动系统。介绍了在电控聚合物分散液晶全息透镜器件研制中,将电池输出的直流低压升高变频到70～100V、1000Hz频率交流高电压的电路系统设计。并介绍了变焦透镜装置总体结构的机械设计。实验结果表明,该电源设计能够满足聚合物分散液晶全息透镜器件中的液晶分子光轴驱动的需要,并能实现器件的小型化和便捷式。     

铁电液晶──一种新型的显示与非线性光学材料

铁电液晶作为一种显示和非线性光学材料正引起人们广泛的重视，本文详细地介绍了铁电液晶的基本性质，双折射型铁电液晶显示器件的显示原理及其表面排列技术，典型的铁电液晶材料，铁电液晶混合物的物理和化学性质，铁电液晶显示器件的进展以及铁电液晶的非线性光学效应及其应用等．     

微机探测液晶电光效应实验

微机探测液晶电光效应实验谷晋骐，李宏建，何乃文（天津大学物理系３０００７２）液晶作为显示器件已在科研、生产、生活中得到广泛应用，但液晶光问、液晶光调制器件的报导尚不多见．我们用Ｐ型向列相液晶组成光问，并用微机组成光问控制和探测系统，不但可以实时、精确...     

用于电响应红外反射窗的液晶聚合物薄膜特性研究

提出了一种红外反射器件,通过载体液晶在电场下的转向控制胆甾型液晶聚合物粒子在器件中的排布方向,实现红外反射与透射之间切换.其中,胆甾型液晶聚合物粒子是实现红外反射关键.介绍了胆甾型液晶聚合物薄膜的制备方法,并采用超声波破碎的方法制备液晶粒子.研究了液晶混合物中不同比例的交联剂液晶1对液晶聚合物薄膜脆性和反射波段的影响,发现当液晶1占100%时,液晶聚合物薄膜的脆性最大,且其清亮点最高,并且薄膜的反射波段随着液晶1比例的增加而向短波方向偏移.同时,研究了薄膜厚度对液晶聚合物粒子的影响,发现液晶薄膜厚度越小,制备的液晶聚合物粒子越小且越均匀,其制成的器件电驱动性更好.该研究有利于帮助电响应红外反射窗的性能优化.     

一种用于光学成像系统的新型液晶相位调制器

研制出新型平行排列的二维阵列液晶相位调制器(LCPM),利用此相位调制器在Zygo干涉仪上进行了泽尼克(Zernike)多项式的产生和畸变波前调制的实验。能够很好地产生泽尼克多项式的前2~8项面形,用16项泽尼克模式对畸变波前进行了调制,峰谷(PV)值可由调制前的0.831λ减小到调制后的0.444λ,均方根(RMS)由调制前的0.181λ减小到调制后0.066λ,斯特列尔比(Strehl ratio,SR)由调制前的0.257达到调制后的0.844。实验结果表明,在光学成像系统中,利用平行排列的液晶相位调制器,进行波前像差的调制可以使成像质量得到很好的改善。     

Expert systems based on LCTV AND/OR logic

A problem in expert systems is typically represented by an AND/OR graph. A set of spatial light modulators which can perform AND and OR logic operations can directly be applied to form an optical inference engine. The threshold-dependence logic operations of relatively low contrast and small dynamic range liquid crystal television are explained. The parallel inference architecture operated by liquid crystal televisions is presented.     

位相调制的实时联合变换相关器

提出一种位相调制的实时联合变换相关器。它采用液晶显示屏作为输入器件，用液晶光阀记录和显示联合功率谱。利用液晶显示屏上的光栅状结构的衍射级，提高光能的利用率，并充分利用液晶光阀的有效使用面积。采用成像透镜放大各衍射级的联合频谱，适应液晶光阀较低的分辨率要求。在相关器的光路中插入两块倾斜的平行平面玻璃板，以改变各衍射级的参考图像和目标图像之间的位相差。这种方法可产生比传统的实时联合变换相关器更好的输出相关性能。实验结果证实了该系统设计及性能分析的正确性     

胆甾相和蓝相液晶的透射和反射特性

针对蓝相液晶显示器中的暗态漏光特性, 采用时域有限差分方法模拟计算了胆甾相液晶的平面态和焦锥态以及蓝相II态液晶的透射和反射特性, 得到了它们在正交和平行偏振片之间的漏光, 并提出了计算等效旋光能力的公式以比较它们的旋光能力. 通过对比焦锥态和蓝相液晶的旋光能力和漏光特性发现, 采用焦锥态替代蓝相液晶而得到良好的暗态特性是一种可行的方法. 通过研究它们的布拉格反射特性, 得知蓝相液晶的布拉格反射与平面态相似, 但反射强度小, 焦锥态无明显的布拉格反射特性.     

Bistable Optically Writable Image Memory Using Optical Feedback

A novel, parallel aligned optically addressed liquid crystal spatial light modulator has been used to implement an optically writable image memory. The memory uses a two-beam interferometer with optical feedback which exhibits thresholding, hysteresis, and bistability. We discuss the characteristics of the system, and present the results of an experimental demonstration.Presented at the International Commission for Optics Topical Meeting, Kyoto, 1994.     

Simulation of 2-D lateral light propagation in nematic-liquid-crystal cells with tilted molecules and nonlinear reorientational effect

In the general case the optical tensor of a nematic liquid crystal consists of nine nonzero elements, which makes it difficult to calculate light propagation in a liquid-crystal cell. For a two-dimensional (2-D) problem with TM polarization and a parallel liquid-crystal orientation where the molecules are only tilted and not twisted, the full problem can be calculated by using one magnetic field component, thus reducing the problem to a scalar one. This geometry is used to simulate the self-focusing effect which can lead to the generation of spatial optical solitary waves. This self-focusing occurs due to the optical nonlinear effect of field-induced director reorientation. Due to nondiagonal elements of the optical tensor, however, it is expected that the Poynting vector will deviate from the original propagation direction. Our simulations reveal that, in this case, the deviation will not cause the loss of the soliton-like beam propagation regime, but will rather give rise to a transverse undulating behaviour.     

Real-Time Reconfigurable Interconnections for Parallel Optical Processing

In this letter we describe the advantages of a dynamic optical interconnection system for parallel information processing applications. The system is based on a liquid crystal television which acts as a binary phase-only spatial light modulator. We describe example algorithms where reconfigurable interconnects would be useful and present results of several interconnection topologies which have been implemented.Presented at the International Commission for Optics Topical Meeting, Kyoto, 1994.     

复指数矩阵法研究螺旋液晶光学传播特性

提出一种研究螺旋液晶光学特性的数学处理方法.螺旋型液晶可当作N层双折射材料晶片叠合而成,而相邻晶片的光轴依次旋转一个小角度.在光学转换矩阵中引入复数来研究螺旋型液晶光学性能,给出了相关的数学处理方法.研究了线性偏振光在螺旋液晶中的传播特性,并给出了光经过螺旋液晶后电场强度的矩阵表达式.研究发现,如果入射光波长等于螺旋液晶螺距,线偏振光经过右螺旋液晶后是左旋圆偏振光.理论上分析了螺旋液晶对可见光选择性反射机理.     

基于光纤的三维可调胶体光子晶体

用改进的垂直沉积法在光纤端面制备了高质量的SiO₂胶体光子晶体,经过烧结、固化构成胶体光子晶体-光纤结构. 用扫描电子显微镜确定了样品为面心立方密排结构,其密排面平行于光纤基底表面. 利用全光纤传感网络测试了该胶体光子晶体,反射峰中心位于845 nm处,与Bragg理论计算值符合很好. 将该样品浸入不同折射率的液体中,反射光谱的峰值位置随着液体折射率的改变而发生偏移,近似呈线性关系,实现了峰位可调. 对于不同浓度引起的液体折射率的变化,基于光纤的胶体光子晶体结构也能够很好地分辨出来. 关键词： 可调胶体光子晶体 2微球')" href="#">SiO₂微球 Bragg反射 光纤     

Flowing liquid crystal simulating the Schwarzschild metric

We show how to simulate the equatorial section of the Schwarzschild metric through a flowing liquid crystal in its nematic phase. Inside a liquid crystal in the nematic phase, a traveling light ray feels an effective metric, whose properties are linked to perpendicular and parallel refractive indexes, n _o and n _e respectively, of the rod-like molecule of the liquid crystal. As these indexes depend on the scalar order parameter of the liquid crystal, the Beris-Edwards hydrodynamic theory is used to connect the order parameter with the velocity of a liquid crystal flow at each point. This way we calculate a radial velocity profile that simulates the equatorial section of the Schwarzschild metric, in the region outside of Schwarzschild’s radius, in the nematic phase of the liquid crystal. In our model, the higher flow velocity can be on the order of some meters per second.