高速响应的相位调制器件的研究

发布时间：2017-03-18 16:03

  本文关键词：高速响应的相位调制器件的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：相位型的液晶空间光调制器件通过改变入射光相位的方式来调制成像平面的振幅,与传统的液晶显示器的光强调制方式相比较,前者具有更高的光能利用效率和更高的衍射效率,因此被广泛应用于自适应光学、信息光学等领域,然而相位型的液晶空间光调制器一直存在着响应速度较低的问题。为了实现高速响应的液晶相位调制器,本文采用聚合物网络液晶制备响应时间在亚毫秒数量级的相位调制器,并研究和分析了聚合物网络液晶快速响应的原理。具体工作包括：(1)聚合物网络液晶响应时间关键影响参数的研究。通过改变聚合反应温度、UV光强度和曝光时长等聚合条件制备不同的聚合物网络液晶,并研究聚合条件改变对聚合物网络形貌的影响以及对响应时间的影响,得出10℃C的聚合物反应温度、130mw/cm2的紫外曝光强度,20min的紫外曝光时长是最佳聚合条件,可以得到最低的响应时间。(2)聚合物网络液晶光散射特性以及光电特性的研究。采用光电探测器测量加电情况下聚合物网络液晶相位调制器的透光率,研究了其光散射特性和电光特性,解释了聚合物网络液晶加电下发生光散射的原因,给出了加电情况下聚合物网络液晶透过率的测量装置以及电压-透过率曲线和响应时间的测量光路图,测量了聚合物网络液晶的V-T曲线以及其π相位调制量的开态与关态的时间。(3)聚合物网络液晶中聚合物网络形貌特性的研究。使用扫描电子显微镜观察聚合物网络证明聚合物网络的形貌通常呈现为纤维网络、纤维束或者两者兼有,而纤维网络形貌的聚合物网络液晶的响应速度更快。(4)聚合物网络液晶相位调制器中相位调制量的研究。将单像素的聚合物网络液晶相位调制器样品划分为AB两个区域,其中A区域不施加电压,B区域施加一定电压,采用数字全息显微术的方法,得出两个区域之间实时的相位分布图,其相位差就是聚合物网络液晶相位调制器加电情况下精确的相位调制量。通过研究聚合条件、液晶参数以及驱动电压频率对聚合物网络液晶响应时间的影响,将聚合物网络液晶在π相位调制量的弛豫时间控制在300μs以下,并且上升时间控制在200μs以下,降低了聚合物网络液晶的响应时间。采用数字全息显微的方法,简单快速测量聚合物网络液晶的相位调制器的相位调制量,实现相位调制量达到2π的高速响应的相位调制器。
【关键词】：聚合物网络液晶 响应时间 相位调制量 数字全息显微术
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN761
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 液晶相位调制器件的相位调制原理及其应用10-13
• 1.1.1 液晶相位调制器件的相位调制原理10-11
• 1.1.2 液晶相位调制器件的应用11-13
• 1.1.2.1 全息显示11-12
• 1.1.2.2 空间激光通信12
• 1.1.2.3 光束定向12-13
• 1.2 快速响应的相位型液晶器件13-17
• 1.2.1 过驱动方法14
• 1.2.2 新型快速响应液晶材料14-17
• 1.2.2.1 铁电液晶14-16
• 1.2.2.2 双频液晶16
• 1.2.2.3 蓝相液晶16-17
• 1.2.3 聚合物网络液晶17
• 1.3 本文工作17-20
• 第二章 聚合物网络液晶相位调制器的制备及其特性研究20-34
• 2.1 聚合物网络液晶相位调制器的制备方法20-27
• 2.2 聚合物网络液晶快速响应原理27-28
• 2.3 聚合物网络液晶相位调制器光散射特性28-30
• 2.3.1 聚合物网络液晶相位调制器光散射特性28-29
• 2.3.2 加电情况下聚合物网络液晶透过率的测量装置29-30
• 2.4 聚合物网络液晶相位调制器电光特性30-32
• 2.4.1 电压-透过率曲线30-31
• 2.4.2 响应特性31-32
• 2.5 本章小结32-34
• 第三章 改善响应时间的研究34-44
• 3.1 聚合物对响应时间的影响34-40
• 3.1.1 聚合反应温度对响应时间的影响34-36
• 3.1.2 UV曝光强度及曝光时长对响应时间的影响36-38
• 3.1.3 聚合物浓度对响应时间的影响38
• 3.1.4 聚合物材料对响应时间的影响38-40
• 3.2 液晶参数对响应时间的影响40-41
• 3.3 驱动电压频率以及操作温度对响应时间的影响41-42
• 3.4 本章小结42-44
• 第四章 聚合物网络液晶相位调制器的相位调制特性44-56
• 4.1 测试相位调制量方法的研究44-46
• 4.1.1 实现数字全息显微方法的选择44-45
• 4.1.2 实现数字全息条件的分析45
• 4.1.3 设计思路与基本光路45-46
• 4.2 测试相位调制量光路的搭建46-52
• 4.2.1 各个零件参数的选择46-47
• 4.2.2 测试相位调制量光路的搭建及处理步骤47-52
• 4.3 光路测试结果及分析52-54
• 4.4 本章小结54-56
• 第五章 总结与展望56-58
• 5.1 总结56-57
• 5.2 展望57-58
• 致谢58-60
• 参考文献60-64
• 作者简介64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 李曼;许宏;;光学相控阵技术进展及其应用[J];光电技术应用;2011年05期

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3 王丹;杨晓东;范志新;;液晶盒中衬垫料撒布不均的原因研究[J];现代显示;2010年11期

4 刘永军;宣丽;胡立发;曹召良;李大禹;穆全全;鲁兴海;;高精度纯相位液晶空间光调制器的研究[J];光学学报;2005年12期

5 张琳,李恩普,冯伟,洪振宇,解文军,马仰华;声悬浮过程的激光全息干涉研究[J];物理学报;2005年05期

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本文编号：254670