光寻址液晶光阀特性研究

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1、光寻址液晶光阀特性研究光寻址液晶光阀特性研究液晶光阀(LiquidCrystalLightValve)简称(LCLV),它是二十世纪七十年代发展起來的，被广泛地应用在光信息处理、空间光调制、大屏幕投影显示、光计算、口动H标识别、非相干图象与相干图彖的转化等方而・1888年，奥地利科学家赖因策(F.Reinitzer)在布拉格植物生理研究所做实验时，发现他加热的化合物熔化后先变成了白浊液体，并且闪现某些颜色，继续加热后变成透明液体。于是他乂对化合物进行降温后，重复实验，依然看到上述现象。赖因策没有像其他人那样将这种特有的现象简单看作是材料不纯造

2、成的，而是更精心地制备材料，対颜色的起因进行探究。1888年3月14口，赖因策将样品寄给徳国的年轻结晶学家雷曼(O.Lehmann),并附上一封长信。雷曼经过系统研究，发现有许多有机化合物都貝有同样的性质，这些化合物在混浊状态，其力学性质与液体和似，具冇流动性，而其光学性质与晶体和似，具冇各向异性，故取名为液晶(liquidcrystal)。它是进行信息与激光技术领域科研工作的关键光电子器Z—•本实验就是在这个人的背景情况下，从基木原理的角度出发，测量其相关曲线，理解并解释相关现象.实验原理先就实验中的两个关键部件加以说明1.偏振分光棱镜的的

3、工作原理如右图1所示，棱镜是在光学玻璃棱镜的体对角面上镀制多层介质膜，再将两块棱镜的分光面胶介起来,并在通光而上镀制增透膜，以降低光通过棱镜时的反射损耗。对于折射率不同的两种材料的交界面，图1可以找到一个入射角，使Z满足布儒斯特角条件，在这样一个条件下，激光由棱镜左侧入射后,在右侧透射的光为P分量光(经过镀膜后使投射光中没有S分量)，在侧而反射的光为S分量光。偏光分束镜的膜系设计耍求，必须选择折射率满足一定的关系的膜料和基底材料，使P光全透过，而S光全部反射.在实验中偏光分朿棱镜既起到起偏器作用又起到检偏器的作用.2.液晶光阀液晶光阀分为透射

4、式的液品光阀和反射式的液晶光阀；本实验中使用的是反射式的液品光阀，先解释儿个名词⑴液品：液品的分了为有机分了，大多为棒状，即它的长度尺寸为直径尺寸的5倍以上。由于分子结构的这种对称性，使得分子集合体在没有外界千扰的情况卜•形成分子相互平行排列，以使系统自曲能最小。但是，液晶具有液体的流动性，不可能脱离固体容器的盛载，但固体容器表而往往给液晶带來干扰，破坏液晶整体一致的排列性，而变成一微米至数十微米取向不同的小畴。所以在制作液晶器件时，一定耍在基板上附上液晶取向膜，以保持液晶整体的排列。⑵取向膜：液晶器件的玻璃基板最表层上都要有一•层取向膜，其

5、作用是使液晶沿预定方向取向。这一层膜虽薄，约在50〜150纳米Z间，但却是液品器件的关键部分。液品内部的取向通常服从表而的取向，如果不服从就会产生畸变，使体系能量增高。所以研究表而取向成为研究液晶器件的最重要部分⑶方向矢：液晶器件的玻璃基板最表层上的取向膜的方向液晶光阀中的关键部分就是液晶,其物理特性介于固体和液体Z间；其结构介于固体和液体Z间,称为中间态或中间相.呈现出既有液体的流动性，又有晶体的光学各向异性，因而称为液晶。它既不同于不能流动的晶体，也有别于光学各向同性的液体，它的特性既有晶体的取向特性，乂有液体的流动性.当液晶分子在取向膜

6、层的影响下有序排列表现出的各向异性，乂导致电、磁、光、力的各向异性•由于液晶分子之间的相互作用远低于固体分子之间的相互作用力，所以液晶的各向异性在外场作丿1］下会发生显著变化.通常我们所说的液晶在排列方式上主要分三类：向列相、胆辎相、近品相。向列相液晶的排列方式:分子重心无平移周期性，具有分子取向有序性。胆辎相实际是向列相的特殊形式，分子重心无平移周期性，具有分子取向有序性，此外还有与分子取向垂直的螺旋轴，分子取向沿轴旋转、即连续扭曲状态。向列相液晶和胆笛相液晶LI前U具有非常广泛的应用，尤其是在液晶平板显示器上的应用，市场极大。液品显示器并

7、非液品本身发光，它是将光源光进行调制显示图像，因此无闪烁，长期观看无疲劳感，是有利于人眼健康的显示器。但向列相液晶的响应速度较慢，响应时间一般超过20毫秒，最适合做便携式电脑的显示器，以及摄像机上的取景器，车载导航仪等，做液品电视一直存在困难，但近年来，通过技术的改进，液品电视也已而市。近晶相不但具有分了取向有序，而口还具有分了层状结构，分了重心可在层法线方向上周期平移，但在分子层内仍无平移周期。近晶相更接近晶体结构。实际在近晶相中又细分很多相态，但多数都没有应用，只有对近晶相中的铁电相的研究比较透彻，目前已有很多尝试性应用。铁电液晶分子具有

8、固有偶极矩，响应速度人约比向列相液晶快3个数量级，但其器件的制备技术要求很高。液晶的主要特征之一，是象光学单轴晶体那样，由于折射率各向异性而显示出双折射性(doub