铁电液晶光寻址空间光调制器性能分析

针对氢化非晶硅/铝/铁电液晶结构的光寻址空间光调制器（OASLM）,依据其等效电路模型,利用Pspice和Matlab软件对其分辨率、响应速度、对比度及灰度响应等性能进行了分析。结果表明:在铁电液晶（FLC）层厚度一定的情况下,减小光敏感层（a-Si:H层）的厚度可以提高FLC-OASLM的调制传递函数,从而提高分辨率;在其他参量一定的情况下,FLC-OASLM的响应速度随写入光光强增大而增大（写入光从0.08 mW/cm2增大到10 mW/cm2,延迟时间减小110 s,上升时间减小154 s）,随擦除光光强增大而减小（擦除光从0增大到1 mW/cm2,延迟时间增大41 s,上升时间仅增加3 s）;FLC-OASLM的对比度随控制光光强增大而增大,最终趋于一个稳定值21∶1;在其他参量不变时,随着擦除光光强的增大,输出光响应呈现等级下降,且发现当擦除光光强达到一定值（3 mW/cm2）后,擦除光的改变主要影响下降时间而对上升时间几乎无影响;合理设计激励源信号波形,可以得到超过十级灰度输出,表明擦除光具有实现FLC OASLM的灰度响应的功能。     

光电子技术与器件 光调制与器件

TN761 2005042912 铁电液晶光寻址空间光调制器响应速度的宏模型研究= Study on response velocity of ferroelectric liquid crystal op- tically addressed spatial light modulator by the macro-mod- el[刊,中]／王梦遥(西南交通大学计算机与通信工程学院．四川,成都(610031)),潘炜…／／光学技术,-2005,31 (1),-35-37 将铁电液晶(FLC)的本征电路模型扩展到以FLC为调制层,a-Si:H为光敏层的光寻址空间光调制器 (OASLM),建立了FLC-OASLM的宏模型。用电路方法     

光注入半导体激光器产生可调谐高频微波

利用光注入半导体激光器产生的单周期振荡,实验获得了61—129 GHz范围内频率连续可调的微波光信号.同时利用半导体激光器速率方程,对光注入半导体激光器产生高频微波进行了数值模拟.模拟和实验结果均表明微波信号产生于注入光和激光器腔模之间的拍频现象,其频率随着注入光强度和波长失谐的增大而增大,模拟结果预测该方法可以产生频率大于40 GHz的高频微波. 关键词： 光通信 光生微波 拍频 半导体激光器     

Ce∶KNSBN晶体光扇效应的入射光强度阈值特性研究

采用非同时读出条件下的两波耦合实验装置,以单束光入射Ce∶KNSBN光折变晶体,系统研究了Ce∶KNSBN晶体中光扇效应随入射光偏振态、入射光强度、光入射角的变化情况。结果表明异常偏振光入射晶体时光扇效应明显,且存在明显的入射光强度阈值特性,入射光强度阈值为38.2mW/cm2;相同光入射角下,稳态光扇强度随入射光强度的增强而明显变大;对应相同的入射光强度,稳态光扇强度随光入射角θ的增大而增大,当θ为15°时到达峰值,而后随θ的增大而逐渐减小。同时对光扇效应的入射光强度阈值特性以及稳态光扇强度随入射光偏振态、入射光强度、光入射角的变化作出了相应的物理解释。     

Ce:KNSBN晶体光扇效应的入射光强度阈值特性研究

采用非同时读出条件下的两波耦合实验装置,以单束光入射Ce:KNSBN光折变晶体,系统研究了Ce:KNSBN晶体中光扇效应随入射光偏振态、入射光强度、光入射角的变化情况.结果表明异常偏振光入射晶体时光扇效应明显,且存在明显的入射光强度阈值特性,入射光强度阈值为38.2 mW/cm2;相同光入射角下,稳态光扇强度随入射光强度的增强而明显变大;对应相同的入射光强度,稳态光扇强度随光入射角θ的增大而增大,当θ为15°时到达峰值,而后随θ的增大而逐渐减小.同时对光扇效应的入射光强度阈值特性以及稳态光扇强度随入射光偏振态、入射光强度、光入射角的变化作出了相应的物理解释.     

基于半导体光放大器的慢光研究

根据半导体光放大器中四波混频效应产生的等效折射率光栅理论,利用调制折射率和载流子寿命的物理现象模型推导并分析了信号光延时量与半导体光放大器注入电流、泵浦光入射功率、泵浦光与信号光的频率失谐量之间的定量关系,并采用半导体光放大器分段模型的方法进行了数值模拟.相比于目前从降速因子的角度定性分析频率失谐量对延时效果影响的方法...     

基于谐波拟合产生周期性三角形光脉冲串的实验研究

实验研究了一种基于谐波拟合产生周期性三角形光脉冲串的方法,方案首先利用马赫曾德调制器的载波抑制调制,获得具有周期性起伏的连续光强度信号,然后利用光纤色散所致的射频功率衰落效应,对光强度表达式中四次谐波分量进行抑制,调节调制深度后,光强度表达式将向理想三角形傅里叶展开式的前三项进行逼近,最后以谐波拟合的方式获得重复频率为射频调制频率二倍的周期性三角形光脉冲串.结合实验,在9.862 GHz和7.678 GHz射频调制频率下,获得了脉冲重复频率19.724 Gb/s(脉冲全宽约50.7 ps)和15.356Gb/s(脉冲全宽约65.1 ps)的稳定三角形光脉冲串输出,改变色散量并反向调节调制频率,可进一步改变脉冲的重复频率,所获得的实验结果与理论预期基本符合.     

擦除光对铁电液晶光调制器光电响应特性的作用

针对以金属铝作反射介质的铁电液晶光寻址空间光调制器,提出了一类光-光等效电路模型,达到拓展电路模型到调制器光电响应特性研究的目的.擦除光对光电响应特性影响的模拟结果表明,擦除光能极大加快信息的擦除速度,帧速2.2 kHz,写入光强10 mW/cm2时,取擦除光强为10 mW/cm2,恰能将信息擦除.擦除光能有效抑制调制器的非期望输出光功率和调节器件的光电响应速度；对应于无擦除光注入的情况,注入1 mW/cm2擦出光使非期望输出光功率下降77%,响应速度减慢9%.通过设计肖特基势垒高度,擦除光可实现对读出光的开关和灰度调制等功能.给出了实现灰度调制功能的实例.由该模型得到的仿真实验结果在趋势与量级上均与有关文献的实测结果一致.     

光抽运信号与线圈电流的关系

分别固定水平线圈和垂直线圈的电流后,在不同的光抽运信号下测定了铷样品吸收池的透射光强度与垂直线圈和水平线圈电流的关系曲线．得到了只有在正常光抽运信号下,透射光强度才与cos^2θ成正比的结论．指出了只有在正常光抽运信号下,地磁场的垂直分量被垂直线圈的磁场抵消时,吸收池的透射光强度才最强．     

NO分子光声光谱的理论分析

采用拉普拉斯变换严格求解二能级系统光与物质相互作用的速率方程,获得了强激光诱导气体分子系统光声信号的解析表达式。结果显示光声信号的大小与样品分子的吸收截面、激发光强度、分子共振跃迁吸收的光子数、分子碰撞弛豫速率等因素有关。借助于光声信号随激光强度的变化关系,将NO分子在420.0～470.0 nm波长区间的激光诱导光声光谱归属于NO分子经X 2Π→A 2Σ的双光子激发跃迁及X 2Π→E 2Σ,F 2Σ,R 2Σ的三光子激发跃迁,由此获得NO分子A 2Σ,E 2Σ,F 2Σ和R 2Σ激发电子态的振动常数分别为2 346,2 342,2 397和2 381 cm-1,结果与采用其他方法测量的结果符合得较好。并对光声信号随缓冲气压升高而出现饱和的现象进行了理论解释。     

典型控制参量对铁电液晶光电响应速度的影响

利用Pspice等效电路模型, 模拟了入射光波长、温度以及激励电压频率等典型参量对铁电液晶光电响应速度的控制作用. 模拟结果表明, 在可见光范围内, 响应速度随波长的增加而减慢; 温度参量则存在一个拐点, 响应速度在该点达到极小值; 同时, 激励电压存在一个上界频率, 当频率参量取值超过界值时会对响应速度产生较大影响.     

大气压放电等离子体柱的光谱研究

大气压放电等离子体柱在飞行器隐身技术方面具有非常重要的应用。利用同轴介质阻挡放电水电极装置,大气压下在氩气中放电产生了长达65 cm的均匀等离子体柱。利用光学方法研究了等离子体柱的放电机理为发光子弹传播。通过测量发现该子弹的传播速度约为0.6×105 m·s-1。采用发射光谱法测量了等离子体柱的发射光谱中谱线强度比随外加电压和驱动频率的变化关系,其相对强度之比表征了电子平均能量。结果表明电子平均能量随外加电压和驱动频率的增加而增加。本工作对大气压下气体放电的工业应用具有一定的意义,在军事飞行器隐身方面具有广阔的应用前景。     

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.     

Effect of conducting polymer poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) nanotubes on electro-optical and dielectric properties of a ferroelectric liquid crystal

A detailed comparative study of the dielectric and electro-optical properties of a ferroelectric liquid crystal (FLC) and FLC after having doped with conducting polymer Poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) nanotubes is done. The electro-optic study reveals a lower electrical response time, rotational viscosity and spontaneous polarization in the FLC/PEDOT nanocomposite system. By fitting the capacitance with voltage in a Preisach model, four dipolar species in both FLC and composites system have been obtained. The orientation of the four dipolar species in the composites system is such that the effective dipole moment in the transverse direction of the FLC molecule is less than that in FLC compound.     

驱动电压频率对固态阴极射线发光影响的研究

固态阴极射线发光(SSCL)是发光学中一种新的激发方式,引发出一些发光学中的重要问题,但是固态阴极射线发光的性质还不是十分清楚,需要进一步研究。文章用SiO₂作为电子加速层, 有机材料MEH-PPV为发光层, 在正弦交流电压驱动下实现了固态阴极射线发光,得到410和580 nm两个发光峰。通过研究这两个发光峰的性质,证实它们分别符合能带理论和分子理论。改变驱动电压的频率时,长波峰的发光强度随频率的增加而增加,而短波峰的发光强度随频率的增加而减小,这是由于这两个发光峰对应的上能级寿命不同引起的。     

自发极化强度对VFLC电光迟滞曲线影响的电路级模拟

提出了关于V字型铁电液晶(V-shaped Ferroelectric Liquid Crystal,VFLC)的等效电路模型,旨在将EDA技术引入对VFLC光电集成系统进行研究、开发和设计。该模型考虑了由铁电液晶盒多层结构和驱动电路引起的阻抗分配效应,以及极化与非极化锚定能对VFLC光电响应特性的影响。演示了电光迟滞曲线的反常迟滞、V字型及正常迟滞状态,并着重就自发极化强度对电光迟滞曲线的影响给出了模拟结果和分析。结果表明:强制电压随驱动信号频率的提高而增加,但增加速度随自发极化强度的提高而减慢;强制电压和迟滞反转频率随自发极化强度的变化均存在一个拐点,强制电压在自发极化强度为80nC/cm2时取到最小值(-0.084V),迟滞反转频率在自发极化强度为90nC/cm2时达到最大值(6.4Hz);自发极化强度小于80nC/cm2时,迟滞反转频率随自发极化强度准线性增加。模拟结果从量级和趋势上均与实验结果吻合。     

Electric field effect on refraction of light in a layer of chiral liquid crystal with large pitch

The effect of an alternating electric field on the trajectory of an extraordinary light wave in a layer of a chiral liquid crystal with a 180° turn of the director is studied. In this structure, in the absence of the field and at a large angle of incidence of the light wave on the liquid crystal layer, the light undergoes refraction inside the layer. It is shown that the deformation of the director that arises under the action of the electric field changes the character of refraction of the extraordinary wave and the layer begins to transmit the light. The threshold voltage of this effect is determined. The dynamics of the effect is studied. At large voltages, in addition to the extraordinary wave, an ordinary light wave is observed in the light passed through the cell. The ordinary wave intensity is modulated by the initial frequency of the control signal, whereas the extraordinary wave intensity is modulated by the double initial frequency.     

Thermocapillary mechanism of convection in nanofluids due to the absorption of spatially periodic laser radiation

The problem of origination of regular convection in the layer of nanofluid with one free surface by the absorption of light waves with spatially periodic intensity distribution in the plane of the layer caused by the temperature dependence of the surface tension coefficient is studied. The profiles of velocity and temperature in the volume of medium are determined. It is shown that the response of the system on the influence of a light wave is maximal other conditions being equal, when the period of interference pattern is about twice as large as the layer thickness.     

Optical microfiber phase modulator directly driven with low-power light

An optical microfiber phase modulator （OMPM） directly driven with low-power light is presented. Phase modulation response of OMPM is theoretically analyzed. A 10-mm optical microfiber （OM）, tapered from conventional single-mode fiber, is inserted in one arm of a Michelson fiber interferometer. To drive the OMPM, 980-nm wavelength light with sinusoidal intensity modulation is injected into the interferometer. The OMPM response properties are measured and π-phase modulation amplitude can be obtained with only 7.5-mW average power light at 1-kHz modulation frequency. The OMPMs shown in this study have advantages of simple structure, potential compact size, and low-power-driven light.