托卡马克离子温度梯度湍流输运同位素定标修正中杂质的影响

托卡马克实验发现,在不同参数条件下,等离子体能量约束经验定标律会有或大或小的修正.为解释这种修正现象发生的原因,应用回旋动理学方法,对含重(钨)杂质等离子体离子温度梯度(ITG)(包括杂质模)湍流输运的同位素效应进行了数值研究.结果表明钨杂质效应极大地修改了同位素定标律和有效电荷效应.随着杂质离子电荷数Z和电荷集中度f_z的变化,同位素定标律在较大范围内变化. ITG模最大增长率定标大约为M_i~(-0.48→-0.12),杂质模的定标为M_i~(-0.46→-0.3),其中, M_i表示主离子质量数.在ITG模湍流中,有效电荷数越大,关于M_i的拟合指数偏离-0.5越远,表现为同位素质量依赖减弱.在两种模中,杂质电荷集中度越大,同位素质量依赖越弱.研究了杂质效应使定标关系发生偏离的原因,证实杂质种类、杂质电荷数和杂质浓度的不同,是引起同位素质量依赖发生改变的重要原因.结果证实并解释了不同参数条件下托卡马克同位素定标的差异性.研究成果可以为ITER实验安排及杂质相关输运实验中选择装置材料、工作气体和设置其他参数提供理论参考.     

TN型液晶电光调制实验研究

根据TN型液晶的工作原理和光学特性,提出了一种方波电压信号驱动的液晶电光调制实验方法,在此基础上,利用液晶电光效应实验仪,测量了扭曲向列相型液晶在不同频率、不同波形电压激励下的电光曲线和阈值电压,分析了激励电压频率、波形对电光曲线的阈值电压和陡度的影响.对加载于TN型液晶上的3 000 Hz方波实现了正弦波幅度调制,并分析了电光调制结果.此种电光调制方法可用于液晶材料对电信号响应特性的直观显示.     

一种高性能液晶透镜的设计方法

提出了一种高性能液晶透镜的设计方法。该方法结合了电极结构的设计并利用了液晶材料线性响应区。所设计的电极结构用于产生抛物线的电压分布,将驱动电压控制在液晶材料的线性响应区内可以实现抛物线的相位分布。通过该方法设计的液晶透镜,其孔径可以是任意大小,且不依赖高阻膜。所设计的电极结构简单,加工只需要一次光刻。透镜由两个低电压驱动,驱动方法简单,其焦距可通过两个驱动电压进行调节。理论上这种液晶透镜的相位分布在变焦过程中保持理想的抛物线分布,且光焦度正比于两个驱动电压的差值。实验上,通过光刻法加工了所设计的电极结构,测量了液晶材料的线性响应区,制作了液晶层厚度为50μm的液晶透镜。通过偏振干涉原理采集了干涉条纹,并从中提取了相位信息。实验结果表明,透镜的相位服从抛物线分布,且光焦度与驱动电压的差值成正比。实验结果与理论分析一致。     

基于液晶空间光调制器的脉冲整形系统校准及应用

搭建了反射式光脉冲整形系统,通过改变加载到液晶空间光调制器各像素点的调制电压,测定系统分辨率及调制电压与输出信号光强和相位变化的关系,并对液晶空间光调制器进行校准.实验结果表明:光强随调制电压周期变化,相位随调制电压非线性变化;系统分辨率为10GHz,像素调制间隔为0.08nm,即能够实现对频率间隔10GHz的光信号的调制.应用该系统,以谱线间隔为10GHz的光学频率梳为信号源,对脉冲频谱进行整形,产生了平坦、高斯型、三角、倒三角及光学频率梳信号.     

可调谐液晶法-珀滤光片的研究

提出了一种可用于密集波分复用系统中的新型可调谐滤光片的设计方法,该设计利用了液晶的双折射现象,以及液晶盒内法-珀效应,从理论上分析了器件的光谱特性,计算了液晶分子的折射率调制和其分子转动角度的关系.并对器件进行了性能测试.实验结果与理论吻合较好.     

OLED/LCD器件中的γ校正

阐述了OLED／LCD器件中γ校正的基本原理,通过考虑人眼视觉非线性和液晶电光非线性,得到了CRT相对于OLED／LCD的灰度级亮度特性曲线。以所设计的26．4cn VGA(行反转)的TFT—LCD为例,采用源驱动器μPD16641芯片,通过γ校正电路和输入数据、灰度级和基准电压的关系,进行了实际的γ校正。得到了驱动电路中的γ校正的外部电压设定值,将设定目标值与实际驱动测定值进行了比较,从比较的结果可以看到,两者十分接近的,解决了实际的TFT液晶驱动电路中Gamma(γ)校正问题,达到了预期的设计目的,使图像的质量满足了用户的要求。     

128×128元频率驱动变焦液晶透镜阵列

理论上分析并从实验上验证了通过改变外加电场的频率来驱动的128×128元变焦液晶透镜阵列。将上电极设计为圆孔阵列,由于圆孔电极在单元区域内形成的非均匀电场分布,从而使液晶分子在不同位置处旋转角度不同,在液晶层内形成了折射率梯度分布,由此单元区域具有了光学聚焦特性。分析了由于外加电场频率改变引起液晶介电常数变化给液晶透镜阵列焦距带来的影响。实验中制作的液晶透镜阵列的焦距调节范围为20～600μm,焦点尺寸为10μm,响应时间为微秒量级,可以呈清晰的多重影像。通过使用外加电场的频率可以得到变焦液晶透镜阵列,降低了液晶透镜阵列的工作电压,提升了液晶透镜阵列工作响应速度。     

基于STC单片机F-P扫描干涉仪的设计

通过分析F-P扫描干涉仪的工作原理,基于STC89C52RC单片机,采用PA93功率放大器驱动压电陶瓷,设计了1 064nm平平腔结构的F-P扫描干涉仪。腔镜反射率为98%,精细度156,腔长0.1~100mm连续可调,对应自由光谱区1.5~1 500GHz和分辨率9.65~9 650MHz。压电陶瓷驱动电压和频率通过4×4矩阵键盘,可以在0~200V和1~30Hz连续可调,显示在1 602液晶屏上。同时可以通过RS232串口与计算机通讯,在上位机使用LabVIEW软件界面方便地设置压电陶瓷驱动电压和频率。最后使用该F-P扫描干涉仪,对激光二极管泵浦Nd:YVO4激光器纵模进行了测量,验证了整个系统的工作性能。     

消除预脉冲电压的撬棒管开关法

 分析了脉冲线加速器在放电过程中产生的预脉冲电压现象。为了减少预脉冲电压引起的等离子体发射对正常状态的影响，采用了一种冷阴极撬棒管，将它与阴极杆相连。实验证明在采用了这种器件后，预脉冲电压可以从150kV左右减少到50kV。相对论返波管和相对论磁控管的性能得以显著改善。     

液晶光栅的电光效应与衍射现象的研究

研究了液晶的电致衍射现象,实验表明,在驱动电压适当的情况下,液晶分子会出现类似于光栅的周期性分布结构,即液晶衍射光栅。利用两个错位重叠光栅产生的不同偏振态光波的叠加解释液晶光栅的衍射过程和衍射特征,并研究了衍射图样的分布及偏振态变化的规律。     

液晶光学双稳态中离子电荷飘移引起的自脉冲振荡

在液晶混合光学双稳装置中,实验上观察到了由于直流电场引起的液晶中离子电荷飘移与液晶分子再取向之间竞争相互作用导致的自脉冲振荡现象。给出了该系统的弛豫方程。通过数值分析,得到了与实验定性一致的结果。 关键词：     

表面摩擦处理对全息聚合物分散液晶光栅电光特性的影响

为了提高全息聚合物分散液晶光栅的衍射效率并降低其驱动电压,改善光栅的电光特性,研究了表面平行摩擦取向对全息聚合物分散液晶光栅电光特性的影响.理论分析认为,改善相分离结构和降低液晶微滴之间的有序度差异是优化光栅电光特性的根本所在.由于进行表面取向处理后的液晶和单体之间达到扩散匹配,使得相分离的程度大幅提高,在衍射能力增强的同时驱动电压也实现了大幅下降,而且,表面取向作用也使光栅内的液晶分子均匀排列,降低了液晶微滴之间的有序度差异,从而减少了光栅的散射损失.实验结果表明:进行取向处理后的光栅其衍射效率由传统光 关键词： 全息聚合物分散液晶 衍射效率 驱动电压     

蓝相液晶显示:下一代颠覆性技术

自从2002年Kikuchi发现了利用稳态聚合物拓宽蓝相液晶温度范围和2008年三星展示了第一台蓝相LCD样机,整个世界对这个颠覆性技术的到来充满了期待。以克尔效应为基础的蓝相液晶技术拥有以下优点:微秒级响应时间,无需定向层,暗场时光学上是各向同性,视角大,透过率对液晶盒厚度不敏感,易于大屏制作等。对于场序性的RGB LED色彩,可以降低动态伪像,同时光学效率和分辨率可以提高3倍。然而,还有一些“瓶颈”问题需要在广泛应用之前克服,例如高操作电压、反应滞后、双折射残留和图像残留。本文将会介绍关于这些基本问题的最新进展,和一种新的具有低操作电压、高透过率、无滞后和双折射残留的蓝相LCD。蓝相液晶时代曙光将呈现在我们眼前。     

蓝相液晶显示：下一代颠覆性技术

自从2002年Kikuchi发现了利用稳态聚合物拓宽蓝相液晶温度范围和2008年三星展示了第一台蓝相LCD样机,整个世界对这个颠覆性技术的到来充满了期待。以克尔效应为基础的蓝相液晶技术拥有以下优点：微秒级响应时间,无需定向层,暗场时光学上是各向同性,视角大,透过率对液晶盒厚度不敏感,易于大屏制作等。对于场序性的RGBLED色彩,可以降低动态伪像,同时光学效率和分辨率可以提高3倍。然而,还有一些“瓶颈”问题需要在广泛应用之前克服,例如高操作电压、反应滞后、双折射残留和图像残留。本文将会介绍关于这些基本问题的最新进展,和一种新的具有低操作电压、高透过率、无滞后和双折射残留的蓝相LCD。蓝相液晶时代曙光将呈现在我们眼前。     

基于超材料复合结构的太赫兹液晶移相器

为了解决现存太赫兹移相器的损耗较大且不可控、相移量较小的问题,本文设计了一种简易超材料复合结构实现的太赫兹移相器.该器件由4层结构组成,自上而下依次为L型金属谐振层、液晶层、弓型金属层、石英基底层.通过在上、下金属层施加偏置电压,改变液晶盒内液晶分子指向矢的偏转角α,从而改变液晶的有效折射率,器件的相位也随之发生变化,进而实现动态调控相位的目的.仿真结果表明:设计的太赫兹液晶移相器在1.68—1.78 THz间透射率可达0.968,插入损耗低至0.3 dB;当频率为1.7396 THz时,其最大相移为352.625°,在1.7315—1.7396 THz (带宽为8.1 GHz)频率内相移量超过352°.这种简易超材料多层结构为调控太赫兹波提供了一种新方法,在太赫兹成像、传感等领域有广泛的应用前景.     

液晶轴棱锥

如何更加有效且简便地得到新型锥透镜及贝塞尔(Beasel)光束一直是研究人员关注的重点。提出了一种由液晶材料制作的锥度可由电压调整的轴棱锥。对所提出的液晶轴棱锥特性进行了介绍。此类液晶轴棱锥由两个电压控制,其中一个电压固定,通过改变另一个电压来改变轴棱锥锥度。对液晶轴棱锥特性进行了测试,实验结果表明液晶轴棱锥能够对入射光进行与传统轴棱锥相似的调制,并且实现锥度的连续变化。搭建了基于液晶轴棱锥的成像系统,并通过此系统实现了扩展景深成像。液晶轴棱锥为产生贝塞尔光束及扩展景深成像提供了新的思路与方法。     

用90°扭曲向列相液晶盒代替偏振片的液晶透镜成像方法

提出了一种用90°扭曲向列相液晶盒代替偏振片的液晶透镜成像方法。液晶透镜对焦后,在90°扭曲向列相液晶盒工作于0°旋光状态和90°旋光状态时分别获取两幅图像。通过将这两幅图像相加并减去液晶透镜未工作时获得的离焦图像,减少了未调制光引入的非理想低频分量,增强了图像对比度,降低了原来无偏振片成像处理产生的噪声。实验验证了该方法的有效性,不需要任何偏振器就可以获得清晰对焦的图像。     

低温下低掺杂硅P—N结正向伏安特性的异常现象

实验观察到低温下低掺杂硅 P-N 结的异常现象.在14—25K 的温区里,出现正向伏安特性曲线交叉、击穿电压峰以及当正向注入电流恒定时正向电压随温度变化特性呈现非单调性.对异常现象作了讨论,提出低温下“热”载流子的存在引起杂质碰撞电离可能是产生这些现象的原因.     

基于液晶局部选通系统的硬件算法的研究

鉴于CCD相机在强光照射时会产生光晕,CCD敏感面像素之间互相影响,进而导致成像模糊不清,提出一种克服光晕现象的像质增强算法.利用HTPS(高温聚硅)液晶具有可实时控制各像素光透过率的特性,使液晶和主CCD由光纤光锥进行像素一对一耦合.用Cyclone II芯片作为图像处理单元,测光CCD采集图像信息,控制液晶改善图像质量.实验结果表明,该系统能够精确控制HTPS液晶上每个像素的透过率,使CCD相机能在强光下正常成像,其灰度分辨能力提高了1倍,从而提高了图像的清晰度.     

驱动电压对扭曲向列型液晶光学响应时间的影响分析

液晶响应时间是描述液晶显示器性能的重要参数,研究驱动电压对液晶响应时间的影响对确定液晶显示器最佳工作电压具有重要意义。本研究通过理论分析确定了强、弱锚定条件下指向矢上升和下降时间的计算方程,根据电光效应曲线确定了驱动电压选取范围,分析了驱动电压范围内的响应时间变化规律。结果表明:对于本研究所采用的液晶,响应时间随驱动电压的增加呈现先增大后减小的特征,拐点在3 V左右;随着驱动电压的增加,下降时间具有驱动电压成反比的特点,而上升时间则呈现明显的分段特征,驱动电压在2～2.5 V的范围,上升时间几乎不变,驱动电压在2.5～5 V的范围,上升时间增加;结合液晶分子在驱动电压作用下的动力学响应过程,通过强、弱锚定条件下指向矢上升时间和下降时间的计算方程进行模拟可以解释上升时间呈现分段特征的原因。