液晶光阀试验报告电子版

液晶光阀试验报告

04级11系姓名：徐文松学号：PB04210414 日期：2006.03.31

CONTENTS OF THIS REPORT

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实验名称

实验目的

实验原理

数据处理

实验讨论

思考题

实验名称return

液晶光阀特性研究

实验目的return

在大背景的情况下,从基本原理的角度出发, 测量相关曲线,理解并解释相关现象。

实验原理return

1.液晶

液晶光阀中的关键部分液晶是一种高分子化合物,其物理特性介于固体和液体之间。当液晶分子在取向膜层的影响下有序排列表现出的各向异性,又导致电、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用下会发生显著变化。

2.偏振分光棱镜

由于s光和p光在某种晶体中折射率不同，因此

可以找到一个入射角,使之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,在侧面反射的光为ｓ分量光。这

样就实现了偏振分光。

3.液晶光阀

本实验中的液晶主要是向列型液晶，光通过液晶层时发生双折射效应，反射回来的各种不同的椭圆偏振光。液晶层两侧加一定电压，液晶的方向矢向电场方向偏转，从而改变双折射效应。液晶光阀工作时，光导层9在外加写入光时电阻率急剧下降，隔光层8分离写入光与读出光。在无写入光时，光导层电阻率高，电压几乎加在光导层上，液晶层上电压降很小，这时液晶对光的调制作用维持原来的状态；当有写入光时（如一光点照在液晶光阀的某一表面位置），光导电阻急剧下降，于是液晶层上电压迅速增大，使液晶光轴方向发生偏转，从而改变双折射效应。

4.光路图

return

1. 取定驱动频率为f=1.00kHz,驱动电压为零，写入光为零时，绘出取向角与输出光强的曲

线

-40-2002040

10

20

30

40

50

light strength

angle

取向角与输出光强曲线

由该曲线可看出光强与取向角绝对值成正向关系2.测量在不同光压下驱动电压和输出光强曲线

020

40

60

80

100

120

U(/V)

驱动电压和输出光强曲线

由该曲线可以详细地分析出花形图案在观察屏上成像的图样随电压的变化而改变的情

况,这将在实验讨论中详细说明。

3. 观察花形图案在观察屏上成像的图样随电压的变化而改变的情况

在实际观察中各种花斑图样的变化过程是渐变的，因此所测的各种花斑图样电压范围带有人为的因素在里面；比如，当从反像变为边缘增强（边缘暗）时，中间有一段可以认为是反像，也可以认为是边缘增强（边缘暗），因此只能人为地指定一个电压值作为两种图案电压范围的分界点。

因此，测得的电压范围其实不准确；另外，实验观察的图案随电压的变化情况与理论上有所出入，这也将在实验讨论中详细说明。

return

通过驱动电压和输出光强曲线可以详细地分析出花形图案在观察屏上成像的图样随电压的变化而改变的情况。分析方法如下：

1）若光压为6.78的光强（以后简称S0.5）大,而光压为0的光强（以后简称S0）与光压为8.64的光强（以后简称S1）都较小,则为边缘增强（边缘亮）;

2）若S0.5小,而S0与S1都较大,则为边缘增强（边缘暗）;

3）若S0大于S1，而S0.5介于两者之间,则为反像;

4）若S1大于S0，而S0.5介于两者之间,则为正像。

这是理论上的结论，而在实际中还需实际情况实际分析。比如，若S0.5>S1>S0，按第

一条应该为边缘增强（边缘亮）；但若此时S0.5与S1都很大，S0.5与S1的差值与S1自身的值比起来就比较小，S0又很小，则观察到的图案应该是正像。

由于该曲线太密，不易看清，现一段一段地分析： (1) 0~3V

020

40

60

80

100

120

U(/V)

light strength

(2) 2~5V

2

4

U(/V)

light strength

(3) 5~13.8V

light strength

U(/V)

实际观察数据如下：

1.5~1.8 边缘增强（边缘亮）

1.8~

2.3 边缘增强（边缘暗）

2.3~2.8 正像

2.8~

3.7 边缘增强（边缘亮）

3.7~8.5 反像

8.5~13.8 正像

所有表中标红色行的即是各自多出的图案。即：观察时多出了0.5~0.7边缘增强（边缘亮）和1.1~1.5边缘增强（边缘暗），缺少了1.7~1.9正像。对照驱动电压和输出光强曲线可看出在这几段曲线S0 S0.5 S1都差不多大（或其中决定图案样式的关键两个差不多大）；而曲线数据的测得是有误差的，曲线的绘制也只是连接各点，没有公式进行拟合，因为曲线误差较大；所以可能会有其中一个数据实际大于另外的数据，因此观察到对应的图案。

思考题return

1．液晶光阀的驱动电压用的是交流

电，能用直流电吗?说出原因.

答：不能；液晶光阀结构中的

3.透明电极（见右图）是一个电容，

只有交流电能通过，直流电不能通

过，因此只能用交流电而不能用直

流电。

2．本实验使用的是光寻址液晶光阀，你知道电寻址液晶光阀有哪些应用？举一、二例说明.

答：比如液晶显示器就是使用电寻址液晶光阀实现彩色画面的显示。