人眼视网膜成像自适应光学系统的初步试验和改进

搭建了一套基于液晶空间光调制器的人眼视网膜成像自适应光学系统,进行了活体人眼视网膜的初步实验.经过系统闭环校正,PV值和RMS值分别从2.293λ降低到0.176 553λ,从0.55129λ降低到0.105 11λ,接近衍射极限的水平.获得了较为清晰的人眼视网膜细胞图像,验证了液晶空间光调制器在人眼视网膜高分辨率自适应成像中应用的可行性,并针对试验中的遇到的激光散斑以及照明控制等问题,对原系统提出了一些改进设计.     

600mm望远镜液晶自适应系统成像光路设计

为了与600 mm望远镜匹配以验证液晶自适应光学的有效性,利用Zemax光学设计软件进行了液晶自适应光学系统的设计和优化.根据望远镜的参量、大气湍流的特性和液晶的特点提出设计要求,然后进行光学系统设计和Zemax软件模拟优化,设计出了满足要求的系统.对该光学系统进行性能评价.设计出的系统与望远镜的组合焦距为35 m, F数为58.求得光学系统在像面处的极限线分辨力为44.8 μm,成像CCD的像元尺寸为16 μm,满足采样定理.液晶自适应光学系统的调制传递函数与衍射极限传递函数非常接近,而且系统的光程差像差在0.1λ左右,说明系统具备优良的光学性能.     

半“V”字形铁电液晶器件的制备

实验研究了N*-Sc*相变时施加直流电压的强度对铁电液晶分子层排列和电光性能的影响,由此筛选了合适的直流电压强度,并研制了可实现连续灰度级的半“V”字形铁电液晶样品.实验说明N*-Sc*相变时施加直流电压强度大有利于获得性能良好的器件.采用N*-Sc*相变施加4V/μm直流电压,制备半“V”字形铁电液晶器件,经测试器件饱和电压为5V,对比度为112.8,上升时间和下降时间分别为622.14 μs和374.7 μs.     

135°扭曲连续灰度铁电液晶器件的制备

采用指向矢连续旋转模式铁电液晶, 通过控制上下基板的摩擦方向夹角为135°, 在N*-SmC*相变过程中不施加电场, 获得了均匀排列. 器件的对比度大于70, 上升时间和下降时间分别达到587 μs和486 μs. 解决了电场诱导层排列易击穿TFT, 残留剩余电荷影响器件性能的难题. 由于能够实现良好灰度级, 可以满足现代快速彩色显示的需要.     

液晶空间光调制器相位调制的色散特性研究

提出用椭偏仪法测试了自制液晶空间光调制器(LCSLM)的相位调制色散特性.椭偏仪法具有光路简单,结果准确,测试自动化等优点,相比单色光源干涉仪测量方法更加简单实用.结果表明,在短波长(450 nm)处,LCSLM的相位调制能力为1.54λ(λ=450 nm),在长波长(800 nm)处,LCSLM的相位调制能力为0.70λ(λ=800 nm),与理论分析的色散特性基本一致.     

A NEW METHOD TO ALIGN LIQUID CRYSTAL MOLECULES BY LINEAR PHOTO-POLYMERIZATION FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY

A new technique to uniformly align liquid crystal molecules is presented. The technique is based on producing an anisotropic surface on the glass substrate coated with photo-polymers by photo-polymerization of linear polarized UV-light. The orientation of liquid crystal molecules is governed by the direction of the polarized vector of UV-light. Using this method, we have studied the photo-polymer PSi-CM aligning LC 6710A molecules. The liquid crystal microscopic texture between crossed polarizers, optical retardation from liquid crystal layers and electro-optical properties of twisted nematic liquid crystal display cell are obtained, which was prepared with one side -photo-alignment and the other side-rebbed substrate.     

液晶相息图用于光学检测

根据液晶的动态响应和位相调制特性,研究了一种利用液晶显示器进行光学检测的检测方法.实验中,把液晶显示器改造为纯位相的空间光调制器,并测定了它的位相调制特性.实验测得：改造后的液晶显示器可实现1 λ(λ=632.8 nm)的调制量.通过引入相息图的方法,实现了液晶空间光调制器的大位相调制量.并产生了调制量为3.4 λ的球面波.最后,利用液晶显示器检测了凸透镜的前表面.检测结果发现,干涉条纹为平行直条纹且PV值为0.32λ.     

单体结构对全息聚合物分散液晶光栅稳定性的影响

使用3种不同化学结构的单体材料制备了全息聚合物分散液晶光栅,并从光栅形貌、衍射能力、驱动特性、聚合物热稳定性4个方面评价了光栅的热稳定性.研究发现,含有刚性结构单体材料体系的光栅形貌、衍射能力等方面在200℃的温度下没有明显变化.表明光栅的热稳定性与单体材料的化学结构密切相关,单体材料中含有刚性结构有助于光栅热稳定性的提高.利用热重分析(TGA)对光栅中聚合物材料热分解温度进行了测定,并结合Freeman-Carroll微商法计算出了上述聚合物的分解活化能和分解反应级数.结果发现,含有刚性结构的聚合物材料的热分解温度、分解活化能和分解反应级数都高于柔性链结构材料,进一步验证了材料体系中刚性结构的添加有助于提高光栅的热稳定性.     

适用于高空间频率透射式全息聚合物分散液晶光栅的材料研究

提出了适用于空间频率为3000 lp/mm的透射式全息聚合物分散液晶(HF-THPDLC)光栅的材料体系,并在反应动力学方面进行了深入的分析.为了能够得到高衍射效率并具有良好表面形貌的HF-THPDLC 光栅,首先确定了体系的平均官能度,使得预聚单体和液晶的扩散时间、液晶的成核时间以及于聚合物的凝胶时间达到最佳匹配状态...     

抑制眼内杂散光提高视网膜成像质量方法研究

利用液晶空间光调制器和夏克-哈特曼探测器为核心器件搭建了一套液晶自适应光学(AO)视网膜成像系统。通过计算哈特曼光斑图和视网膜图像的调制传递函数(MTF)定量分析了眼内杂散光对视网膜成像质量的影响,结果表明哈特曼光斑图的MTF优于视网膜图像的MTF,说明眼内杂散光降低了视网膜的成像质量。根据眼内散射光偏振状态改变的特点,系统采用偏振光照明,抑制眼内散射光;利用补偿镜和位于眼前1m位置处的视标,使照明光准确聚焦在视网膜血管层上,抑制视网膜多层组织反射杂光。通过对比实验,证明以上方法在一定程度上抑制了眼内杂散光对视网膜成像质量的影响。最后对4名志愿者进行了视网膜血管自适应成像实验,均获得了清晰的眼底视网膜血管图像。