TN型液晶空间光调制器特性测量以及在条纹投影中的应用
发布时间：2021-10-26 00:31
扭曲向列型液晶空间光调制器（TN-LCSLM）是一种可编程的光学器件,在光学微操作、自动在线检测和识别、数字全息以及三维（3D）成像等领域具有广泛的应用。而条纹投影三维形貌测量技术是一种极其重要的形貌轮廓测量手段,因其具有非接触、非破坏、高分辨、可靠性强、快速测量等优点而备受推崇。本文重点围绕TN-LCSLM用于条纹投影所涉及的技术理论、以及针对大恒公司GCI-770102透射式TN-LCSLM的应用技术参数与实际应用效果展开研究,完成的主要工作内容包含以下三部分。一、在TN-LCSLM双折射效应、电光效应和相位调制原理指导下,实验测量了液晶扭曲角和前后面分子指向矢,为后续实验测试提供基础数据。建立马赫-曾德尔干涉实验结构测量了TN-LCSLM最大相位调制深度、纯相位调制特性。结果表明,该TN-LCSLM的扭曲角为90°、并且可以在1.3λ最大调制量情况下实现纯相位调制,此时振幅调制起伏约为5.2%。二、通过实验测试了线偏振光入射至TN-LCSLM后,输出光强与TN-LCSLM前后放置的两个偏振片旋转角度之间的关系。结合理论分析验证了90°扭曲的TN-LCSLM在零灰度图像驱动下的偏振...
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光镊子Fig.1-1Opticaltweezers
将LCSLM应用于条纹投影仪，在适应条纹投影法中取得成功。图1-3 扭曲向列型液晶空间光调制器图片Fig.1-3 TN-LCSLM picture根据应用方向的差异具有不同分类标准，LCSLM的分类主要有以下四种：（1）按调控信号不同可分为光寻址和电寻址；（2）根据所调制光束参变量不同可分为振幅型、相位型、复合型；
LCSLM 也已有多种型号可供选择，最直接的应用是图像处理与显示，随着微驱动电路和液晶制作工艺的成熟化发展，LCSLM 应用范围也从传统的光学领域走向其他应用领域，例如：实时对图像进行微分运算，对图像的扩、蚀和边缘检测、联合变换器[28,29]等形态变换操作。专业光学领域更为常见 LCSLM 应用的身影，例如：激光整形、非机械光束偏转、涡旋光束。1. 激光整形激光器发射的光束在空间上光强呈高斯分布，80%以上的能量都集中于光束中心，为了适应不同的研究领域，需要对激光束进行整形。根据整形原理不同，可分为折射整形和衍射整形两种形式。前者是通过折射器件将高斯光束中心能量进行边缘化，从而使光束能量在整个区域均匀分布，非球面透镜、微透镜阵列和双折射透镜组等都是折射整形系统。该光束整形法在光镊技术和激光通信载体技术中有着广泛的应用[30]；后者是利用光的衍射性质对光束波前相位进行调节，从而实现光束的空间整形。本文实验所用的准直透镜和光束扩展器就是一种利用衍射原理进行光束整形的器件。图 1-4（b）是光束能量呈现高斯分布的截面图，图 1-4（c）为经 LCSLM 整形后能量环形分布的平顶光束截面图。激光束整形的本质就是光能的重新分配。
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用衍射光栅探测涡旋光束轨道角动量态的研究进展[J]. 付时尧,高春清. 物理学报. 2018(03)
[2]基于Delaunay三角剖分的反向条纹生成方法[J]. 肖朝,陈锋,钟敏,苏显渝. 光学学报. 2016(07)
[3]采用共光路干涉法测量液晶空间光调制器的相位调制特性[J]. 苗悦,白福忠,刘珍,田朝平,梅秀庄. 激光与光电子学进展. 2016(02)
[4]基于双频彩色光栅投影测量不连续物体三维形貌[J]. 戴美玲,杨福俊,何小元. 光学精密工程. 2013(01)
[5]基于液晶空间光调制器的激光束近场整形[J]. 马浩统,周朴,王小林,马阎星,汪晓波,许晓军,刘泽金. 光学学报. 2010(07)
[6]纯相位液晶空间光调制器相位调制特性的优化[J]. 徐展斌,应朝福,林培秋,王辉. 浙江师范大学学报(自然科学版). 2009(02)
[7]结构光测量系统的误差传递分析[J]. 许丽,张之江. 光学精密工程. 2009(02)
[8]液晶空间光调制器相位调制特性研究[J]. 蔡冬梅,薛丽霞,凌宁,姜文汉. 光电工程. 2007(11)
[9]横向剪切干涉法共路测量LCSLM的相位调制特性[J]. 任秀云,蔡春伟,王翥,国承山. 光子学报. 2007(05)
[10]一种用于衍射光元件优化设计的快速算法的研究[J]. 刘伯晗,吴丽莹,张健. 光学学报. 2007(02)
博士论文
[1]高功率固体激光系统中激光空间强度与波前控制技术研究[D]. 李森森.哈尔滨工业大学 2015
[2]基于纯相位液晶空间光调制器的激光束敏捷控制技术研究[D]. 王东.哈尔滨工业大学 2013
硕士论文
[1]多涡旋光的传输建模与特性分析[D]. 陈亚群.南京邮电大学 2017
[2]使用液晶空间光调制器实现激光束整形[D]. 马向宁.大连理工大学 2013
[3]纯相位液晶空间光调制器设计及应用研究[D]. 张晶晶.大连海事大学 2012
[4]基于液晶空间光调制器光束整形的理论算法和实验研究[D]. 余湛.国防科学技术大学 2010
[5]大屏幕投影显示发展动态及新体制新技术研究[D]. 艾曼灵.浙江大学 2001
本文编号：3458470
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光镊子Fig.1-1Opticaltweezers
将LCSLM应用于条纹投影仪，在适应条纹投影法中取得成功。图1-3 扭曲向列型液晶空间光调制器图片Fig.1-3 TN-LCSLM picture根据应用方向的差异具有不同分类标准，LCSLM的分类主要有以下四种：（1）按调控信号不同可分为光寻址和电寻址；（2）根据所调制光束参变量不同可分为振幅型、相位型、复合型；
LCSLM 也已有多种型号可供选择，最直接的应用是图像处理与显示，随着微驱动电路和液晶制作工艺的成熟化发展，LCSLM 应用范围也从传统的光学领域走向其他应用领域，例如：实时对图像进行微分运算，对图像的扩、蚀和边缘检测、联合变换器[28,29]等形态变换操作。专业光学领域更为常见 LCSLM 应用的身影，例如：激光整形、非机械光束偏转、涡旋光束。1. 激光整形激光器发射的光束在空间上光强呈高斯分布，80%以上的能量都集中于光束中心，为了适应不同的研究领域，需要对激光束进行整形。根据整形原理不同，可分为折射整形和衍射整形两种形式。前者是通过折射器件将高斯光束中心能量进行边缘化，从而使光束能量在整个区域均匀分布，非球面透镜、微透镜阵列和双折射透镜组等都是折射整形系统。该光束整形法在光镊技术和激光通信载体技术中有着广泛的应用[30]；后者是利用光的衍射性质对光束波前相位进行调节，从而实现光束的空间整形。本文实验所用的准直透镜和光束扩展器就是一种利用衍射原理进行光束整形的器件。图 1-4（b）是光束能量呈现高斯分布的截面图，图 1-4（c）为经 LCSLM 整形后能量环形分布的平顶光束截面图。激光束整形的本质就是光能的重新分配。
【参考文献】：
期刊论文
[1]利用衍射光栅探测涡旋光束轨道角动量态的研究进展[J]. 付时尧,高春清. 物理学报. 2018(03)
[2]基于Delaunay三角剖分的反向条纹生成方法[J]. 肖朝,陈锋,钟敏,苏显渝. 光学学报. 2016(07)
[3]采用共光路干涉法测量液晶空间光调制器的相位调制特性[J]. 苗悦,白福忠,刘珍,田朝平,梅秀庄. 激光与光电子学进展. 2016(02)
[4]基于双频彩色光栅投影测量不连续物体三维形貌[J]. 戴美玲,杨福俊,何小元. 光学精密工程. 2013(01)
[5]基于液晶空间光调制器的激光束近场整形[J]. 马浩统,周朴,王小林,马阎星,汪晓波,许晓军,刘泽金. 光学学报. 2010(07)
[6]纯相位液晶空间光调制器相位调制特性的优化[J]. 徐展斌,应朝福,林培秋,王辉. 浙江师范大学学报(自然科学版). 2009(02)
[7]结构光测量系统的误差传递分析[J]. 许丽,张之江. 光学精密工程. 2009(02)
[8]液晶空间光调制器相位调制特性研究[J]. 蔡冬梅,薛丽霞,凌宁,姜文汉. 光电工程. 2007(11)
[9]横向剪切干涉法共路测量LCSLM的相位调制特性[J]. 任秀云,蔡春伟,王翥,国承山. 光子学报. 2007(05)
[10]一种用于衍射光元件优化设计的快速算法的研究[J]. 刘伯晗,吴丽莹,张健. 光学学报. 2007(02)
博士论文
[1]高功率固体激光系统中激光空间强度与波前控制技术研究[D]. 李森森.哈尔滨工业大学 2015
[2]基于纯相位液晶空间光调制器的激光束敏捷控制技术研究[D]. 王东.哈尔滨工业大学 2013
硕士论文
[1]多涡旋光的传输建模与特性分析[D]. 陈亚群.南京邮电大学 2017
[2]使用液晶空间光调制器实现激光束整形[D]. 马向宁.大连理工大学 2013
[3]纯相位液晶空间光调制器设计及应用研究[D]. 张晶晶.大连海事大学 2012
[4]基于液晶空间光调制器光束整形的理论算法和实验研究[D]. 余湛.国防科学技术大学 2010
[5]大屏幕投影显示发展动态及新体制新技术研究[D]. 艾曼灵.浙江大学 2001
本文编号：3458470
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