向列相液晶中的光束调控研究

发布时间：2022-07-12 18:15

　　近年来,光场调控技术受到越来越多科研工作者的关注。向列相液晶不仅具有液体的流动性和晶体的各向异性,还具有良好的电学和光学性能。液晶类器件最显著的特点是其结构和形状种类丰富,如向特殊设计的盒子中填充向列相液晶后可以实现特殊的功能。迄今,向列相液晶已经成为光场调控的一种理想材料。从某种程度上来说,液晶显示器是一种光场调控器件。液晶显示器工作的基本原理是利用外加电场调控液晶分子的排列实现对入射光束偏振态的控制。液晶显示器已经在显示领域具有举足轻重的地位。本文基于液晶显示器的工作原理研究了液晶器件中弱光和强光的调控技术,具体内容和成果如下:首先,通过简化模型分析环境温度对液晶显示器透射光强的影响,在此基础上设计了液晶温控传感器和光控液晶装置。给出了光束穿过液晶层后的位相差随外加电压的变化规律,计算了透射光强随外加电压的变化关系,发现透射光强随外加电压周期性震荡。分析了简化模型中位相差和出射光强随环境温度的变化规律,发现随着环境温度的变化透射光强和位相差都会变化,根据该原理提出了利用简化模型设计温度传感器的可能性。提出利用侧面入射的光束取代外加电场来改变液晶盒中分子排列。发现随着入射光强的增加,... 

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 液晶概述
        1.1.1 液晶的分类
        1.1.2 液晶的特性
    1.2 向列相液晶显示器概述
    1.3 基于液晶材料的光束调控器件的概述
        1.3.1 基于液晶材料的光束调控器件
        1.3.2 基于液晶材料的光束调控器件的发展
    1.4 向列相液晶中空间光孤子概述
        1.4.1 空间光孤子
        1.4.2 向列相液晶中空间光孤子研究背景
    1.5 论文的主要内容
第2章 向列相液晶中的光束传输理论
    2.1 引言
    2.2 液晶分子指向矢
        2.2.1 液晶基于连续体弹性理论的自由能表达式
        2.2.2 液晶分子指向矢方程推导
        2.2.3 牛顿—雅戈比迭代算法求解液晶分子指向矢方程
    2.3 非线性薛定谔方程得建立
    2.4 非线性薛定谔方程的数值解法
        2.4.1 分步傅里叶方法
        2.4.2 牛顿迭代法
        2.4.3 平方算子迭代法
    2.5 本章小结
第3章 基于液晶显示器的温度传感器及光控装置
    3.1 引言
    3.2 琼斯矩阵
    3.3 光波的偏振态
        3.3.1 线偏振光
        3.3.2 圆偏振光
        3.3.3 椭圆偏振光
        3.3.4 两个相互平行光矢量的叠加
        3.3.5 两束振动方向互相垂直的光束的叠加偏振光
    3.4 液晶显示器结构及光束传输原理
        3.4.1 液晶显示器中光传输的矩阵表示
        3.4.2 液晶显示器中光传输的矩阵表示
        3.4.3 液晶显示器中光传输的矩阵表示
        3.4.4 温度对液晶显示器伏安特性的影响
        3.4.5 基于液晶显示器的温度传感器
        3.4.6 基于液晶显示器的光控光装置
    3.5 本章小结
第4章 向列相液晶中强光的传输
    4.1 引言
    4.2 模型与分析方案
    4.3 数值分析
        4.3.1 静态孤子
        4.3.2 偶极孤子
        4.3.3 反位相亮孤子间的相互作用
    4.4 本章小结
结论
展望
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]高精度连续变倍率激光扩束系统设计[J]. 张洁,倪小龙,刘智,齐冀,姚海峰.  中国光学. 2019(03)
[2]太赫兹液晶可调谐功能器件[J]. 冀允允,范飞,于建平,许士通,程洁嵘,王湘晖,常胜江.  中国激光. 2019(06)
[3]液晶相控阵指向矢分布求解及其光束偏转[J]. 牛启凤,王春阳,张广平,史红伟.  光学精密工程. 2018(12)
[4]基于光取向液晶的光场调控技术[J]. 陈鹏,徐然,胡伟,陆延青.  光学学报. 2016(10)
[5]负性向列相液晶中1+1维空间光孤子:微扰法[J]. 李迎兵,梁果,洪伟毅,任占梅,郭旗.  物理学报. 2016(09)
[6]光孤子通信的研究及其展望[J]. 林蓉.  数字技术与应用. 2015(09)
[7]光寻址空间光调制器技术[J]. 贾卓,刘浩,邓意峰,邓宏.  太赫兹科学与电子信息学报. 2015(01)
[8]负性介电各向异性向列相液晶中空间光孤子的理论研究[J]. 李一亨,王靖,胡巍,郭旗.  物理学报. 2014(18)
[9]液晶染料填充一维光子晶体局域模的电场调控及其光激发特性研究[J]. 谢应茂,李娇平,罗才秀.  激光杂志. 2014(05)
[10]新型液晶光学相控阵的特性研究[J]. 戴竞,张敏明,何岩,刘德明.  光子学报. 2014(02)

博士论文
[1]基于液晶材料微波关键无源元件调谐技术研究[D]. 刘宇鹏.电子科技大学 2017

硕士论文
[1]光折变晶体中二维光格子内带隙孤子的研究[D]. 张宝菊.天津工业大学 2017
[2]手性液晶旋光效应的热光与电光特征研究与验证[D]. 李君.电子科技大学 2015
[3]向列相液晶光控取向技术的研究[D]. 张俊瑞.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2006



本文编号：3659614