带有补偿器的液晶相位可变延迟器特性研究

为了能够测量带有补偿器的液晶相位可变延迟器（LCVR）在不同电压值下的相位延迟,提出了一种基于斯托克斯矢量和穆勒矩阵的测量方法。该方法的优点是无需机械旋转、操作简单、测量精度较高。实验测量了可见光范围内6个波长时LCVR在2kHz方波、0-10伏电压值下的相位延迟。实验结果表明,LCVR具有调谐电压低、控制简单、调节范围大、无需转动等优点,相位延迟的测量误差小于0.6%。根据延迟器件的特性,建立了相位延迟的拟合函数公式,采用最小二乘曲线拟合的方法得到了延迟器件工作范围内全部波长、全部电压值下的相位延迟,曲线拟合的标准差小于0.02λ。测量方法、测量结果和拟合函数的建立为偏光器件的研究提供了一定的参考价值。     

带有补偿器的液晶相位可变延迟器

为了能够测量带有补偿器的液晶相位可变延迟器(LCVR)在不同电压值下的相位延迟,提出了一种基于斯托克斯矢量和穆勒矩阵的测量方法.在可见光范围内6个波长下实验测量了LCVR在2 kHz方波、0～10 V电压下的相位延迟.结果表明,LCVR具有调谐电压低、控制简单、调节范围大、无需转动等优点,相位延迟的测量误差＜0.6%.根据延迟器件的特性,建立了相位延迟的拟合函数公式,采用最小二乘曲线拟合的方法得到了延迟器件工作范围内全部波长、全部电压值下的相位延迟,曲线拟合的标准差＜0.02λ.提出的测量方法、测量结果和拟合函数的建立对偏光器件的研究有一定的参考价值.     

基于支持向量机的波片相位延迟测量新方法

为实现液晶可变延迟器(LCVR)对入射光相位精确调制,分析了LCVR的双折射率色散特性,得到相位延迟量由驱动电压项和色散项组成的关系式;采用支持向量机SVM(support vector machines)算法,并用粒子群算法PSO(particle swarm optimization)对支持向量机的参数(c和g)进行优化,构建粒子群-支持向量机的LCVR相位延迟特性中驱动电压项的预测模型,并将其预测模型用于以568 nm激光作为光源的验证实验中;结果表明,在568 nm激光照射下,LCVR延迟量的实验值与标定理论值偏差不大于0.005 4λ,因此,说明PSO-SVM方法可作为LCVR相位延迟特性标定的有效手段。     

液晶可变延迟器相位延迟-电压曲线精确快速标定

相位延迟-电压曲线的精确标定是向列型液晶可变相位延迟器能否实现高精度偏振测量的关键。为了提高液晶相位延迟的测量精度,建立了一套精确高效的自动测量系统。首先,提出了一种新的测量方法,该方法综合了光强法、索累补偿器法以及等偏离测量技术,可以解决现有方法测量精度低或效率低的问题。在此基础上建立了测量系统,并利用Labview技术实现了系统的自动化测量,进一步缩短了测量时间。最后,对系统的测量误差、重复精度以及工作效率进行了实验验证。实验结果表明,系统延迟测量误差小于0.0575%λ,重复精度小于0.0197%λ,可在30 min内完成100个延迟采样点的自动化测量。该系统适用于可见光范围内液晶可变延迟器相位延迟-电压曲线的精确标定。     

手性E型胆甾相液晶薄膜的制备与偏振特性研究

制作出一种厚度为30μm的手性E型胆甾相液晶薄膜,通过原子力显微镜测试显示其螺距为364nm。使用He-Ne激光对其出射光的偏振特性及左右圆偏振光透射特性进行测试,结果表明手性E型胆甾相液晶表现出较强的左圆偏振光透射特性,其左右圆偏振光透射比为1∶0.4。     

基于偏振干涉滤光片的宽波带偏振方向旋转器的设计

首次提出了基于偏振干涉滤光片设计方法的宽波带偏振方向旋转器。该旋转器实现了 380 nm～ 780 nm全波长范围内的偏振方向旋转。与普通的只针对某一特定波长的半波片相比 ,该偏振旋转器特性大大超越了普通 1 /2波片 ,并且入射角在± 2 0°范围仍实现偏振方向旋转 90°的要求。将该偏振方向旋转器用作 LCD或 LCOS投影仪中的偏振转换器 ,将大大提高系统的光能利用率以及投影系统的对比度。     

用于强激光系统的光栅偏振器

针对强激光系统中常用的1 053nm激光器进行了偏振光栅结构的优化设计。利用严格耦合波理论分析了光栅偏振器的衍射特性及消光比,分析显示偏振光栅周期为600nm,占宽比为0.535~0.55,槽形深度为1 395nm~1 420nm时,可保证其在1 053nm波长下,透射率高于95%,消光比大于1 500。基于分析结果,利用全息光刻技术制作了高质量光刻胶光栅掩模,并采用倾斜转动的离子束刻蚀结合反应离子束刻蚀的方法对该光刻胶光栅掩模进行图形转移,制作了底部占宽比为0.54,槽形深度为1 400nm的光栅偏振器。实验测量显示其透射率为92.9%,消光比达到160。与其他制作光栅偏振器方法相比,采用单光刻胶光栅掩模结合倾斜转动的离子束刻蚀工艺,不但简化了制作工艺,而且具有激光损伤阈值高、成本低的优点。由于该技术可制作大面积光栅,特别利于在强激光系统中应用。     

基于少模光纤的轴对称偏振光束的产生

首先介绍了轴对称偏振光束的基本概念以及特性,然后以少模光纤为模式转换器,通过旋转偏振控制器上光纤挤压器的旋钮对光纤中间部分施加压力,同时配合旋转光纤挤压器,以实验的方式获得了不同模式的轴对称偏振光束。通过调节偏振控制器以及输入光束和光纤的离轴状态,分别得到了径向偏振TM01模式,角向偏振TE01模式,奇数混合偏振HEodd21模式,偶数混合偏振HEeven21模式,以及线偏振HE11模式五种光纤所激发的模式。同时,还通过干涉实验中叉形光栅结构证明了相位奇点的存在。     

斯密特棱镜偏振特性的Mueller矩阵法分析和检测

斯密特棱镜的偏振像差导致了成像质量的下降,对斯密特棱镜偏振像差的矫正效果的定量检测成为当务之急。Mueller矩阵法不仅可以用于斯密特棱镜偏振特性的分析,而且可以作为斯密特棱镜偏振特性的表征和检测对象。采用双旋转延长器的结构,通过两个四分之一波片的周期变化,对入射光的偏振态进行调制,用傅里叶级数法计算出斯密特棱镜Mueller矩阵元,经分析计算和实验检测,得到其对应两路径的位相延迟差和双向衰减率都明显不相同。用双向衰减率和位相延迟差表征斯密特棱镜的偏振像差,数据直接来自Mueller矩阵,直观、便捷是其最大的特点。     

OSA系统中偏振测量及应用

OSA(光学光谱分析仪)采用增强型硅摄象管作为光电探测元件,探测灵敏度高、快速、精确,是一种先进的多通道光学分析仪。激光光源和OSA用于荧光分析能大大提高方法的灵敏度。但荧光光谱法选择性往往不好,使其应用受到了限制。近年来Seitz等利用荧光偏振的差异选择分析二元混合体系,为提高荧光分析法的选择性又开创     

热敏液晶定量测温系统

热敏液晶由于其特殊的层状、扭曲型分子结构，使其具有选择性反射光波的特性。而选择反射光波的波长和温度之间存在依赖关系，根据这一原理，在HSI色彩模型基础上，结合数字图像处理技术，建立了热敏液晶定量测温系统。该系统实验数据和拟合曲线之间显示了良好的复合性，温度测量误差在0．8℃左右。实验表明，该方法能够获取物体表面详细的温度场分布信息，并具有较高的分辨率和测量精度。     

液晶微透镜技术研究新进展

液晶微透镜是一种利用电光效应来改变透镜折射率空间分布和微电子技术工艺制作的新型微透镜,是结合了微透镜技术和液晶良好电控特性的新型光学微纳器件。液晶微透镜具有尺寸微小,焦距可调等优点,在微光学系统和微光机电系统中具有广阔的应用前景。简要概述了液晶微透镜的基本原理和几种典型液晶微透镜类型,包括液晶(LC)和聚合物分散液晶(PDLC)透镜的发展,阐述了液晶微透镜的研究现状以及研究发展趋势。     

全息方法制备嵌段式液晶弹性体

研究了热致收缩形变三嵌段式液晶(LC)弹性体薄膜的制备方法,分析和测试了薄膜的偏光特性和热致收缩率.采用全息曝光的方法一次性制备出具有栅状结构的热致液晶弹性体薄膜材料.在此基础上采用偏光显微镜(POM)、He-Ne激光器对弹性体薄膜的嵌段式栅状结构和偏光特性进行检测,并分析了薄膜弹性体偏光特性和液晶分子取向的关系,对该...     

聚合物分散液晶材料可调光衰减器的设计与制作

本文介绍了基于聚合物分散液晶材料及全息电控光栅元件的形成机理。提出了基于全息PDLC技术的可调光衰减器的设计，利用H-PDLC光栅制作了衰减器实验样品。H-PDLC光衰减器样品在1550nm的光通信波段测试结果表明，在输入光源为1550nm、223μW情况下，光衰减器的插入损耗为2．3dB，衰减调节范围为12dB。     

天空偏振光测量系统的设计

根据一束光的偏振特性可以由斯托克斯矢量来表征的原理,设计搭建了一种天空偏振光测量系统。该系统由计算机、赤道仪、光纤光谱仪和配备了可旋转偏振片的改进式天文望远镜组成,在400~900 nm的光谱分辨率为1.4 nm。赤道仪经过标定后可以实现0~180°方位角以及0~90°高度角的调整,角度分辨率为2.5°。系统的光学全视场为4.5°,使用该系统可以测量全天空的光强辐射度、偏振度以及偏振方位角。由标定结果可知,系统光强测量的重复率在450~500 nm为99%,在500~900 nm为(95±3)%;在400~750 nm偏振度测量误差＜2%,在475 nm处达到1.2%。偏振方位角的测量误差＜2°。     

Dynamic modulation performance of ferroelectric liquid crystal polarization rotators and Mueller matrix polarimeter optimization

Frontiers of Mechanical Engineering - A ferroelectric liquid crystal polarization rotator (FLCPR) has been widely used in polarization measurement due to its fast and stable modulation...     

光折变液晶材料的研究进展

介绍了液晶材料光折变效应的基本概念及基本机理及特性,根据光折变液晶材料的发展,分别对掺杂染料的液晶、聚合物分散液晶、掺杂铁电材料液晶等几种液晶材料的光折变效应的各个发展过程及其存在的问题和研究现状作了较为详细的阐述,并展望了其今后的实际应用及发展方向。