用于偏振成像的液晶微偏振阵列研究进展

微偏振阵列是分焦平面偏振计的核心元件.相较于纳米线栅阵列,液晶偏振阵列有着设计灵活、工艺简便、性能稳定等独特优势,有望实现高性价比、高精准度的偏振测量与成像.本文综述了近年来国内外科研团队针对液晶微偏振阵列展开的研究,系统阐述了基于宾主型、偏振旋转型和相位延迟型3大类液晶偏振阵列的器件结构和工作原理,不同的液晶排列结构...     

液晶在激光光学中的应用

液晶在激光光学中的应用引言本综述试图分析液晶在激光光学中的应用新方向，反映液晶给激光光学带来的新事物，以及激光与液晶相互作用给光学带来的新事物。液晶的物理性质、激光器中使用的液晶元件的主要光学效应见早期综述［１］和专著［２］。液晶作为新的被动激光光学...     

液晶偏振型彩色投影

因为传统 LCD 投影系统各个光学元件的光吸收作用,所以光效率低,若未经偏振的输入光的光强I_o=100%,其输出光强则 I_(out)<20%。本文论述了一种大膜孔液晶偏振型彩色投影(LC-PCP)新概念,其功能元件偏振片、滤光片和光调制器均由液晶器件组成。因而跟传统 LCD 投影系统相比,LC-PCP 的光效率有明显地改进。     

灰霾型气溶胶粒子偏振特性研究

基于VLIDORT矢量辐射传输模型,应用灰霾型气溶胶的物理参量,计算了不同条件下的灰霾气溶胶偏振辐射特性,并与常用气溶胶模式下计算的偏振辐射进行分析对比,得到了灰霾气溶胶条件下偏振辐射对于几何位置、气溶胶光学厚度、气溶胶复折射指数、单次反照率、地表参数的敏感性。对于利用偏振辐射实现灰霾气溶胶监测以及气溶胶复折射指数与光学厚度反演提供了理论依据。     

液晶偏振变焦透镜组合设计

具有可变焦能力的透镜在成像、传感和检测等领域扮演着重要角色。本文通过研究液晶偏振透镜的光学特性,设计出多点变焦的液晶偏振透镜变焦系统。液晶偏振透镜是一种利用液晶分子指向矢(光学各向异性轴)特定的空间排列,产生特定几何相位差从而达到波前控制效果的光学器件,对于左/右旋圆偏振光分别表现为正/负透镜效果。利用液晶偏振透镜的偏振特性及液晶分子受电场调制的性质,本文设计出由一片普通正透镜、一片可调谐液晶波片和两片液晶偏振透镜组成的液晶偏振变焦透镜组合,在特定的偏振入射光下,可以实现7个焦距的改变。同时,通过优化透镜焦距、间隔等参数,可以使变焦透镜组合实现等间隔变焦等功能。实验结果显示,在633nm圆偏振光下,利用自主制备的液晶偏振透镜组成的液晶偏振变焦透镜组合系统成功实现了7个焦距的变焦功能,同时变焦距离基本符合预期且部分焦距(前6个)实现了等间隔分布,充分验证了利用液晶偏振透镜实现多点变焦的可行性。     

基于反射偏振膜的增强现实2D/3D兼容显示

为了将2D/3D兼容显示技术应用于增强现实设备中，本文提出了一种基于透镜阵列全息光学元件和反射偏振膜的增强现实2D/3D兼容显示系统。该系统利用反射偏振膜将投影光源进行反射或透射。反射光束载有2D显示片源，以此实现2D显示；透射光束载有3D显示片源，经透镜阵列全息光学元件调制后实现3D显示。反射偏振膜和透镜阵列全息光学元件对环境光均有较好的透过率，从而保证系统具有增强现实的光学透过性能。实验结果表明，所提增强现实2D/3D兼容显示系统能够在2D显示模式和3D显示模式之间进行自由切换，并且其环境光对比度高于显示标准要求的标准值3∶1。     

LCD 参数测试系统中的偏光响应

由于一般的液晶显示器件都使用了偏振片，对其参数的测试类似于偏光元件的测试，系统的偏光响应会影响某些参数的准确评价，通过分析液晶器件参数测试系统LCT5016，我们发现光谱仪的偏振依赖性敏感度和部分偏振的光源严重影响了某些测试结果，探讨了一系列的消除偏光响应的方法，包括测试过程和光学系统的设计，我们设计的补偿器能够在整个可见光谱范围内有效地消除偏光成分，这些方法可用于消除一般光学测试系统中的偏光响应。     

无规偏振激光源的电光Q开关技术

以前利用电光效应（如Pockel效应）对激光装置进行Q调制的技术要求光学共振腔中的激光能量是线偏振的,如果激光源不显示有固定的偏振轴,则线偏振器被置于光学共振腔中以强迫激光振荡进入线偏振模。这种具有腔内偏振元件的激光器结构是本文的主题,因为许多固态激光材料由于引入线偏振元件后效率下降。一般讲,效率下降是由于激光介质的光学双折射。     

高分辨率成像光谱的偏振监视装置

德国柏林空间遥感仪器技术研究所和德国空间局卫星系统光学仪器部等部门合作研制成像光谱仪用的偏振监视装置。由于对地面和环境观测的光学遥感系统要求集中于辐射探测精度,特别是对高分辨率成像光谱仪对辐射精度要求越来越高。对遥感仪器精确和认真地进行地面和飞行标定是满足高精度要求的基本条件之一。根据     

强激光诱导向列相液晶指向矢转动的数值研究

激光诱导液晶指向矢转动的物理过程由欧拉-拉格朗日方程描述,激光在液晶中的传输则由麦克斯韦方程描述,在几何光学近似条件下可以利用几何光学光线传输方程来描述。通过对这对耦合的微分方程组进行数值求解,研究了激光诱导液晶指向矢转动的物理机制,讨论了激光诱导液晶指向矢转动的阈值问题,比较了不同液晶盒几何参数与不同入射激光初始偏振状态对液晶指向矢转动的影响。此外,还研究了强激光在液晶中传输时指向矢转动对激光偏振态的影响。     

如何设计性能稳定可靠的光学实验器件

大概到过光学实验室参观和在光学实验室工作的科研人员都会产生这样的感受 :光学实验室更象一个精密机械实验室。事实就是如此 ,以下的两张图片就是一个典型的大型光学系统。从光学仪器的结构特点来看 ,其中光学件可以看做一个特殊的功能元件 ,用来实现光轴的偏折和光束波面的变换。为了实现光学件的空间排列 ,需要用许多框架结构来支承 ,所以一般光学仪器从外形来看主要是金属构架 (或工程塑料 ) ,如显微镜、激光器、照相机等光学仪器。仪器的稳定性是仪器设计的关键所在 ,以前设计一般很少提及该类问题 ,但并不是该类问题已经很好地解决或…     

液晶消色差偏振旋转器

液晶消色差偏振旋转器是一种可以改变入射偏振光状态的光学元件。为了在不移动偏振器件的情况下,实现偏振光在正交方向的转变,并在宽波段具有良好的消色差特性,本文提出了一种由3个低扭曲向列相液晶盒组成的消色差偏振旋转器,通过施加电压来控制液晶分子分布从而控制偏振光的状态。用TechWiz LCD 1D软件进行模拟,在不加电压和平行偏光片情况下,消色差偏振旋转器在450～650nm范围内的漏光率小于0.01,可见光范围内的漏光率低于4.5%,与传统的一个扭曲向列相液晶盒组成的旋转器相比漏光率较低。施加电压之后,透过率可达到97.9%以上,并且液晶盒厚度在2.2～2.5μm之间变化时,消色差特性几乎不受影响,这种结构的消色差偏振旋转器的对比度较高,消色差性能良好,响应时间快,达到了偏振旋转器件的要求。     

偏振相机的光学定标方案研究

偏振相机内部的多个光学表面会改变入射光束的偏振状态,并且改变的程度与入射光束的偏振态、视场角和方位角等因素有关。通过研究偏振光束与光学成像器件的相互作用,推导了考虑光学系统偏振效应的通用辐射模型,并基于辐射模型简要描述了目标偏振信息的反演方法及模型参数分离定标研究,给出了偏振相机的光学定标方案,确立了偏振相机输出与入射光束Stokes参量（I,Q,U）的定量关系,消除仪器自身的偏振效应,准确反演目标的偏振信息,为偏振遥感图像的定量化应用研究奠定基础。     

径向偏振辐射畸变整形问题

研究在与物质作用时具有高效率径向偏振激光束产生和传输问题。对各种光学元件对径向偏振激光束偏振的影响进行了分析。表明了光学径向对称光学系统对径向偏振光束不产生影响，而反射镜可以补偿偏振态的负面影响。     

液晶二元光栅用于激光方位探测与跟瞄

提出了基于液晶二元光栅的用于激光方位探测与跟瞄系统的构架和计算模型,并提出使调制以后的激光束始终指向受控对象,并向系统报告受控对象方位的技术方案。通过采用电控液晶二元光栅的对入射激光辐射偏转,使之聚焦于二象限探测器中心的方法可以获得激光源的方位,而探测器上的信号可被用于分析入射激光辐射的调制频率、码型等信息。由于液晶二元光栅的光程分布可以被任意写入,人们可以很快验证衍射光学元件的设计,而液晶二元光栅的可控特性可以实现常规衍射光学元件不可能实现的功能,从而在激光束方位的探测和跟瞄、大气湍流的校正等各个方面都有潜在的应用。     

偏振全息术在光学时钟分布中的应用

提出了采用偏振全息术制做全息光学元件以实现光学时钟分布的方法。初步实验得到了可作为4输出时钟分布的全息光学元件，文中还提出了用偏振全息术获得多输出端时钟分布的方案。     

液晶空间光调制器相移特性研究

根据计算全息原理和傅立叶变换的位移原理,将液晶显示器作为光学显示元件,通过适当改变显示在液晶显示器上的计算全息图的编码,对液晶空间光调制器进行相移特性系统研究。实验测量表明液晶空间光调制器相移系统具有很高的精确性、可重复性和稳定性,并验证相移系统在同轴数字全息中使用的可行性。     

液晶非线性光学和应用

描述了液晶非线性光学原理，介绍了液晶非线性光学元件的结构和制作方法，报道了我们的最新实验结果，提出了液晶非线性光学的研究方向和应用领域。     

扭曲向列相LCoS显示模式的优化设计分析

由偏振分光棱镜、向列相液晶层、金属反射镜组成的LCoS投影微显示器件可以通过向列相液晶层的旋光效应、双折射效应而实现对入射偏振光的强度调制。为了提高光利用率,文章用Muller矩阵推导出了线偏振光经过扭曲向列相液晶层之后转变为偏振态不同的线偏振光或者圆偏振光的条件,设计了偏振转换效率为100%的常黑或常白LCoS显示模式,有效提高了光利用效率。     

偏振激光显微镜补偿光路的分析

偏振激光显微镜补偿光路的分析梁瑞生，唐志列，司徒达（华南师范大学物理系，广州５１０６３１）测量物质的光学二向色性和双折射（线偏振和圆偏振），圆差分散射和场感生辐射、重发射等效应，对于分子的构成分析特别重要。它可以了解有关分子维度、偶极矩、光学各向异性...