扭转丝状液晶电光效应及电场响应的研究

在研究扭转丝状液晶电光曲线的基础上，通过测量TN型液晶的电场响应时间和驱动电场频率响应，提出了一种新的求解TN型液晶临界电压的方法，该方法可应用于精确测量液晶材料的某些基本特性参数．     

液晶电光特性研究

随着近几年液晶显示技术在诸多领域的广泛应用和新技术的推出,人们一直致力于改善液晶器件显示性能的研究。在液晶显示器应用中,电光特性是一个很重要的参数,介绍了采用激光测量的方法获得液晶的电光特性、阈值电压及视角特性。分析了液晶分子在交流电场作用下重新取向后的扭曲特性,测试了不同电压下液晶分子的透光率和扭曲角度,结果表明:该方法是可行的,向列相液晶具有0.92 V较低阈值电压和较为陡峭的电光曲线,水平方向上在-60~+50有较好的视角特性,垂直方向上在-40~+20有较好的视角特性。该结论为偏光器件的设计与制作提供了依据。     

电控液晶光阀中的指向矢分布特性

液晶分子具有介电和光学各向异性,在外电场作用下,液晶指向矢将会重新分布,具有高效的光学相位调制能力.本文从实验和理论角度对电控液晶光阀的光学调制特性进行了研究,结果表明:光阀阈值电压约为4V,且当外加电压高于阈值电压时,液晶光阀的透射强度随外加电压表现出非周期性特性.根据液晶连续体弹性理论,对电场作用下液晶光阀的指向矢分布特性进行数值分析,分析结果表明液晶光阀对透射光强的非周期调制特性取决于液晶体系的偏转状态,为研究液晶的偏振光调制特性提供理论依据及实验基础.     

频率驱动液晶光阀的电光特性研究

讨论了液晶光阀频率驱动方式的原理, 并分析了液晶光阀在频率驱动方式下的电光特性。在特定的交流电压下改变外加电场频率, 测量了TB3639型液晶光阀在频率驱动方式下的电光特性关系曲线。测量结果表明,TB3639液晶光阀在可见光区域具有电光显示灰度变化特性,不仅能实现黑白显示,也能实现不同灰度级显示。频率驱动方式在可见光的范围内对不同波长的透射率变化趋势影响大致相同,在应用中可避免出现色差较大的现象。这种新型频率驱动方式对液晶器件的显示有改善作用,将开拓液晶显示器件的新应用, 具有实际应用价值。     

电光调制晶体半波电压倍频测量方法的讨论

在电光调制晶体的半波电压倍频法测量中,基于晶体电光效应分析了不同偏压下输出信号与调制信号之间的线性与倍频关系,并利用计算机模拟分析了调制信号的调制幅度对倍频信号的影响,分析结果表明倍频信号受高阶谐波分量的干扰产生波形畸变,不利于晶体半波电压的倍频法测量。提出利用李萨如图形的对称性来确定电光调制的倍频位置,克服了调制幅度波形畸变问题的干扰。通过对半波电压不同测量方法的实验测量和对比分析,说明该方法可操作性好,测量精确度也比直接观察倍频信号输出波形要高。     

利用微机研究液晶的电光效应

利用微机建立了液晶电光效应的控制和探测系统，该系统不仅可以实时、精确、细致地演示和探测液晶的电控双折射效应，而且可以用来研究液晶对外加电压的瞬态响应特性参数。文中提供了液晶光阀在不同波形的驱动电压下的测试结果。     

液晶光阀的偏光显示特性分析

讨论了液晶光阀的偏光扭曲向列性效应, 分析了液晶光阀中液晶分子在交流电场作用下重新取向后的扭曲, 测量了TB3639型液晶光阀在特定的频率连续改变外加交流电压条件下,液晶分子重新取向后的扭曲角度以及液晶光阀的电光特性。测量结果表明,在外加电压连续改变时,入射线偏振光的透射率呈现连续非线性变化,这种非线性变化可以由液晶分子的扭曲量来改变。同时液晶分子180°的扭曲使得液晶光阀具有较陡的电光特性曲线,这对于多通道矩阵寻址方式的液晶光阀而言在矩阵显示中可有更多的通道寻址线和更高的对比度。     

液晶光阀的电光色散特性研究

分析液晶光阀(LCLV)的电光色散特性,重点研究扭曲向列型液晶光阀TB3639的电光色散特性。在温度为27 ℃时, 将TB3639液晶光阀置于频率为1 000 Hz的交流电场中,测出电光特性T-λ曲线,同时得到不同波长的T-V电光特性曲线,确定对比度与光波波长的函数关系k(λ),并得出电光色散特性关系曲线k(λ)～λ。分析结果表明, TB3639液晶光阀在可见光区域,具有相对较高的对比度,其色散较小。波长在450～750 nm区域其对比度均大于0.8;其中波长在550～670 nm区域其对比度变化不大,均大于0.95,其色散最小。     

在电光光学双稳中一种降低晶体半波电压的方法

本文采用非线性晶体调制函数曲线平移的计算方法和计算方程，并在实验上作了检证，绘制出电光晶体半波电压工作曲线、测试不同条件下的各种调制函数曲线和滞后回线。结果证明：电光晶体调制函数曲线平移法是一种有效制做非线性晶体半波电压Ｖｎ的光学方法。     

胆甾相液晶散射光的特性研究

基于胆甾相液晶的电光特性，进行了液晶散射光相干性与不同外加电场之间关系的实验研究.利用反转剪切干涉仪具体测量了不同外加电压条件下液晶散射光的空间相干性，得出了液晶散射光相干性随外加电场变化的初步规律.结果表明,胆甾相液晶散射光的强度以及空间相干性可以由外加电场调制.     

向列相液晶盒中的挠曲电体积效应

基于液晶弹性理论研究了电压作用下向列相液晶盒中的挠曲电体积效应.通过变分理论得到了液晶指向矢倾角θ满足的微分方程,利用差分迭代的方法计算了强锚定平行排列液晶盒和混合排列液晶盒中液晶指向矢的分布情况,利用琼斯矩阵的方法计算了两种液晶盒中电光特性曲线.结合计算结果分析了挠曲电体积效应对混合排列液晶盒中液晶指向矢分布及电光特性曲线的影响.     

温度对液晶光阀电光特性的影响

采用DMS505显示器测量系统测量并分析了环境温度对TB3639型液晶光阀的电光特性的影响，结果表明：阈值电压，饱和电压和陡度因子均是温度的函数。温度从-25℃变化到70℃，阈值电压从2．015V降到1．631V；饱和电压从2．748V降到2．323V；陡度因子从1．364增大到1．424。为设计高稳定性的液晶显示器件提供了依据。     

液晶电光效应的实验研究

在原有液晶电光效应实验内容基础上,测量了0~3V电压条件下扭曲向列相液晶的透过率与光源波长的关系,分析了不同波长的光源对液晶电光效应的影响,同时测量了液晶光开关的响应时间和液晶板的视角特性.     

LCD三基色光谱特性的研究

用分光光度计测量TB3639型液晶光阀在电压和频率两种驱动方式下的电光特性关系曲线,分析在这两种驱动方式下液晶对三基色的透射率变化情况;结果表明,三基色在两种驱动方式下,其透射率的变化并不一致,显示的图像会有一些偏色,这对显示质量的影响较大。在电压驱动方式下,随着电压变化,液晶对三基色透射率变化的不一致性更为显著,差值最大为11％,最小为0％。在频率驱动方式下,透射率差值相对较小,差值最大为4％,最小为2.5％,三基色透射率变化有更好的一致性。以此作为基础,对颜色进行一定的校正和补偿,以获得精确的色调和色饱和,便于进一步研究改善液晶显示性能。     

基于双音外差的电光相位调制器半波电压自校准测量方法

电光相位调制器是光纤通信系统、微波光子系统和相干光通信系统中的关键器件之一. 作为器件本征参数, 电光相位调制器的半波电压通常利用光谱方法和电谱方法进行测量. 光谱方法受到光源线宽和光谱仪分辨率限制, 测量的分辨率较低; 电谱方法则需要光电检测之前将相位调制转换成强度调制, 电谱方法的主要困难在于需要对探测器的不平坦响应进行额外校准. 提出了利用双音外差实现电光相位调制器半波电压自校准测量新方法, 该方法利用双音电光相位调制的边带与移频光载波的外差拍频, 对外差拍频信号进行频谱分析, 获得电光相位调制器的半波电压; 通过设定双音调制信号的频率关系, 克服了探测器光电转换中的不平坦频率响应, 实现了自校准测量. 该方法可扩展探测器和频谱仪的测试频率两倍以上, 节省至少一半的带宽需求. 与光谱测量方法相比, 该方法测试分辨率大幅提高且避免了光源线宽的影响; 与传统电域测量方法相比, 该方法无须额外校准, 无驱动功率和工作波长限制, 且对测试仪器带宽需求降低一半以上. 实验证实了所提方法获得的电光相位调制器半波电压的测量结果与光谱分析法获得的结果一致, 且大幅度地提高了测量范围和分辨率. 该方法提供了非常简单的电光相位调制器微波特性化分析方法, 对其他光电子器件分析也提供了参考.     

利用石英晶体的线性电光和电致旋光强度调制

提出并实验研究了利用石英晶体自身特性产生光学偏置的线性电光调制器。利用某些电光晶体的自然旋光性和自然双折射,并合理设计晶体尺寸及其晶轴与光传播方向之间的夹角,可以提供所需要的光学偏置以实现大动态范围的线性电光调制。对于兼有电光和电致旋光效应的晶体,例如石英晶体,应考虑综合利用这两种效应对电光调制的贡献。实验研究了一块石英晶体的电光强度调制特性,在27V～4.5kV工频调制电压范围内,调制输出信号与调制电压之间的线性相关系数大于0.9999。     

光源单色性对液晶器件电光特性的影响

利用迷你光谱仪,获得0~11 V电压下液晶盒的透射光谱,从透射光谱分别得到宽带(半波全宽100 nm)和窄带(半波全宽10 nm)入射光下扭曲90°、扭曲120°向列相液晶盒以及平行向列相液晶盒的电光特性曲线.实验结果表明,入射光中心波长在530~730 nm范围内时,光源的单色性对扭曲向列相液晶盒的电光特性基本没有影响,但是会影响平行排列向列相液晶盒的透射率,而且影响随着入射光中心波长的增加逐渐减弱.     

基于电光效应的光子频移研究

系统分析了如何通过电光调制的方式来消除量子点纠缠光源中不同偏振模式光子之间的频率差异,并实际设计了一套泡克耳斯盒电光调制方案,通过给其加载约8 V/ns的上升沿或下降沿电压,实现了18 MHz带宽的光子频率的移动.表明只需增大调制电压斜率,便可以有效实现GHz以上的频率移动,为未来实现确定性完美的量子点纠缠光源提供了切实可行的依据.     

连续灰度铁电液晶器件制备

采用N*-Sc*序列相铁电液晶,通过控制在N*-Sc*相变时施加电压的频率和幅值,制备了不同分子层排列结构的器件,获得了“V”字形和半“V”字形的电光特性曲线,从而可以实现连续灰度.根据铁电液晶自发偶极矩与电场力矩的相互作用原理,分析了器件形成不同分子层排列结构及呈现“V”字形和半“V”字形电光特性的原因.     

电光晶体调谐的外腔反馈半导体激光器

报道一种用电光晶体实现快速调谐和凋制激光频率的方法.在Littrow型外腔反馈半导体激光中插入LiNbO3晶体,利用LiNbO3晶体的电光效应,通过改变晶体电压来调节激光器的有效腔长,可以对激光频率进行快速的调谐和调制.采用该方法,自制外腔反馈半导体激光器的调谐频率可达到2 kHz,它的调谐范围为350 MHz,激光频率调谐系数约为1.06 MHz/V,用饱和吸收光谱观测频率调谐的效果.快速激光频率调制可以应用在稳频技术上,将外腔反馈半导体激光器调制在5～100 kHz频率下,均获得了87Rb原子D2线的饱和吸收光谱的色散信号,并实现了激光频率在饱和吸收峰上的长期稳定.