纳米粒网络对于手性液晶反射光谱的展宽效应

依据分子呈螺旋型排列的介质的电磁场解计算了给定厚度的手性液晶的光谱反射率与其双折射的关系,依据布拉格反射的干涉条件计算了斜入射光的布拉格反射光谱的蓝移。从中发现:(1)若液晶的双折射大于0.2,液晶层的厚度达到3μm就可使反射率高于90%;(2)若要以液晶的平面态实现整个光谱范围的布拉格反射,液晶的双折射应当达到0.6以上;(3)入射角达到60°时手性液晶的反射光谱蓝移可达到100nm。然而,商品手性液晶的双折射只有0.2左右,为了将这样的手性液晶用于在整个可见光谱反射的显示器件,就需要在液晶中引入聚合物网络,并在玻璃基片表面实现聚合物的凹凸结构。网络的作用是要在液晶层中建立随机分布的分子锚定机制,使手性液晶的螺距随位置而变化,从而展宽其布拉格反射谱。基片表面的凹凸结构用于诱导液晶螺旋轴的斜向随机分布,以利用倾斜螺旋结构布拉格反射的蓝移现象,进一步展宽布拉格反射谱。实验证明,在液晶中引入聚合物网络和表面的凹凸结构以后,手性液晶的布拉格反射区间由原来的80nm增加到120nm以上,对比度达到4∶1左右。

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。

平板显示中的双稳态技术:现状与进展(一)

介绍双稳态显示器件的原理、开展双稳态显示技术的意义和基本思路。在此基础上简要介绍现有比较成熟的几种双稳态显示器件的基本原理、基本特性、研究进展和存在的问题,包括以液晶材料为核心的双稳态器件、基于光干涉与机械双稳态机构的iMod显示器件、基于电泳现象的零电场双稳态E-ink显示器件。由于双稳态发展历史已经很久,本篇综述的宗旨不在于介绍最新的发展状况,而在于为提供双稳态显示器件较为完整的创造思想和方法。在液晶显示单元双稳态化的基础上,作者提出OLED阵列、FED阵列的双稳态结构的原理与技术途径。提出通过现有技术的组合,实现显示器件双稳态化的大屏幕显示器件的发展思路。

平板显示中的双稳态技术:现状与进展(二)

介绍双稳态显示器件的原理,推广双稳态显示技术的意义和基本思路。在此基础上简要介绍现有比较成熟的几种双稳态显示器件的基本原理、基本特性、研究进展和存在的问题,包括以液晶材料为核心的双稳态器件、基于光干涉与机械双稳态机构的iMod显示器件、基于电泳现象的零电场双稳态E-ink显示器件。由于双稳态发展历史已经很长,本篇综述的宗旨不在于介绍最新的发展状况,而在于为双稳态显示器件提供较为完整的创造思想和方法。在液晶显示单元双稳态化的基础上,作者提出OLED阵列、FED阵列的双稳态结构的原理与技术途径。提出通过现有技术的组合,实现显示器件双稳态化的大屏幕显示器件的发展思路。

聚合反应法制作液晶—聚合物薄膜

本文介绍了液晶—聚合物显示器件的制作中常用的几种方法。重点介绍聚合反应法及该法制作这种复合薄膜的优点、材料选择原则和以环氧树脂为基材的这种薄膜的制作工艺,在大量实验的基础上总结出的两类曲线,探讨了各自的用途。

低阈值电压聚合物分散性液晶膜的电光特性

采用聚合物诱导相分离(PIPS)方法制备了PDLC膜,研究了不同单体材料、温度、光强等对PDLC膜电光特性的影响。发现Bi-EMA-2和EHMA混合单体(质量组分为1∶9)与液晶C70/02CN在折射率方面匹配较好,且在偏光显微镜下液晶微滴与聚合物单体的晶相边界清晰,易制备成对比度较高、阈值电压和饱和驱动电压较低的PDLC膜。温度和光强是控制和维持液晶与单体之间相分离速度平衡的重要工艺因素,直接影响到相分离过程中的液晶微滴形貌尺寸及其分布均一性,进而影响PDLC膜电光性能的优劣。通过工艺条件的优化,最终制备出了阈值电压为0.18 V/μm、饱和驱动电压为0.4 V/μm的PDLC膜。

电场边缘效应对液晶光栅特性的影响

建立了液晶光栅与等效矩形光栅之间的理论模型,且计算了零级衍射效率和槽深h的理论数据。将实验数据与理论模型进行比较,得到了考虑电场边缘效应时的修正系数α和槽深h的修正计算公式,通过修正公式得出了槽深h和占空比修正值Δρ的图形,最后分析了电场边缘效应对液晶光栅衍射特性的影响。当电控液晶光栅ρ=0.5:光线正入射时进行实验测试,发现由于电场边缘效应,液晶光栅偶级衍射出现,并分析了随着电压的变化,边缘效应对液晶光栅衍射效率、相位差、占空比修正值Δρ及槽深h变化的影响。

液晶光学相控阵的双波束成形和2维扫描技术

为了在光学相控阵中实现双波束成形和2维扫描,以玻璃作为基底材料,以液晶作为移相介质,利用液晶的电控移相特性,对入射光束进行双波束成形和相控空间扫描;采用现场可编程门阵列芯片对液晶驱动芯片进行波控数据发送,完成对液晶移相阵列的电压驱动,从而达到电控光束扫描功能,完成单个透射型液晶光学相控阵组件的研制;利用该组件的电控光束扫描功能,采用多个组件级联的方式,实现基于透射型液晶光学相控阵组件的双波束成形和2维扫描技术。结果表明,该系统能够实现双波束独立偏转控制,以及高精度的空间2维偏转。

柔性显示的研究进展

综述了液晶、有机电致发光及电泳显示技术的柔性显示机理及研究前沿。其中,反射式双稳态胆甾液晶和PDLC柔性显示适用于辊对辊(Roll-to-roll)连续工艺流程,但还存在响应速度较慢、驱动电压较高、对比度偏低等尚待研究解决的问题。通过聚合物墙和聚合物网络克服铁电液晶分子成近晶型排列织构易受外界压力或振动破坏的缺点,可实现铁电液晶柔性显示的高质量动画效果。具有自发光、宽视角、抗弯曲能力强等优异性能的OLED是实现柔性显示的较理想的选择。但柔性树脂基板对水、氧阻隔能力差是其实现柔性显示的瓶颈之一。EPD技术具有双稳态特点,且没有画面闪烁问题,在对响应时间要求不高的电子书、电子报等柔性显示方面具有较大的优势。

液晶衍射光栅的理论分析

在液晶指向矢计算的基础上,得到了向列相液晶在电场下折射率分布和相位延迟。并在矩形光栅和正弦相位光栅的基础上,分析了液晶衍射光栅对入射光一级衍射情况及其衍射效率,得到了15°左右的衍射角,且衍射效率达到40%。

低阈值电压柔性PDLC膜电光特性的研究

研究了以ITO-PET为基板柔性PDLC膜的电光特性,讨论了基板的表面效应、单体的黏度、膜厚、单体的含量等因素对PDLC膜电光特性的影响。研究发现,在相分离的过程中,与表面摩擦方向近似相互垂直的上下两柔性基板上的摩擦印痕边界之间易形成类似于槽栅状聚合物"壁垒"。这些聚合物"壁垒"具有很强的表面锚定能,能固定液晶微滴,阻止其流动和相互之间团聚,使得细小液晶微滴能按照摩擦方向排列整齐,可以降低其阈值电压和饱和驱动电压,且提高了对比度。研究还发现单体与液晶二者之间黏度的匹配程度也是实现优异电光性能的关键因素之一。通过优化不同膜厚和单体的含量,制备出了具有低阈值电压、低饱和驱动电压、较高对比度的柔性PDLC膜。

液晶中聚合物网络的形貌研究

研究了混合到液晶材料中的双官能丙烯单体材料,在紫外光作用下发生交连聚合形成的聚合物网络的织构。采用二甲基丙烯酸乙二醇酯为预聚物单体,选择E70A向列液晶材料,混合以后注入两片经过平行取向的玻璃基板之间,在紫外光下聚合,形成了与液晶取向方向一致的聚合物网络。介绍了样品的制备过程,以及偏光显微照片和扫描电镜照片,并对结果进行了分析。

基于改进GS算法的衍射光学光束整形元件的设计

利用不动点迭代法解非线性方程以加速迭代过程的思想对 GS 算法进行了改进,用改进的 GS 算法设计了将高斯光束整形为两束圆形光束的16台阶衍射光学元件.模拟结果表明,相对于 GS 算法,用改进的算法设计出的衍射光学光束整形元件,均方误差(SSE)减少了33.05%,拟和系数(η)提高了0.68%,优化了整形光束的性能质量;同时该算法能减小 GS 算法对迭代初值的依赖性,促使 GS 算法跳出陷入局部最优解的困境.

基于FPGA的数值计算在实时图像处理中的应用

实时图像分割对于实时图像处理系统具有非常重要的意义。对于具有二次曲线边界的图像,为了确定其边界以进行实时分割,必然涉及到硬件电路上数据的开方等复杂计算,这对于一般情况下数据传输速率达到80MHz左右的实时图像处理系统来说无疑是个很大的挑战。为了完成图像分割,文章通过一种逐位比较的算法以确定图像边界,该算法的数学本质是利用二分法进行数值计算。而在具体实现方面,设计了基于FPGA的硬件电路,其中处理器内部结构采用数据通路和数据控制通路分离的方式,并通过VerilogHDL语言编程下载。最终实现了对具有二次曲线边界的图像的实时物理分割。

光寻址液晶空间光调制器用于激光光束整形的可控系统和设计算法

提出了一种利用光寻址液晶空间光调制器(LC-SLM)来实现实时可控的激光光束整形的系统和算法。用几何变换法和盖师贝格-撒克斯通(G-S)算法对有振幅调制和位相畸变光束进行均匀分布的平顶光束整形及数值模拟,用几何变换法可以得到非常好的小尺度的均匀性输出光束,而G-S算法能够有效地改善入射光束的大尺度不均匀性。为了减少输出光束的均方根误差和顶部不均匀度,提出结合几何变换方法和G-S算法,由几何变换方法得到的相位分布为G-S算法的初始相位分布。计算机设计的仿真结果表明:利用这种算法可以有效减少大尺度的不均匀度值,并得到合适的输出光束。

液晶光学相控技术在卫星通信多接入中的应用

在空间激光通信、组网过程中,为了能够实现一颗卫星终端对多颗卫星终端的物理光束接入,从而使得一颗卫星能与多颗卫星实现数据分发、路由、交换等组网功能,对卫星激光通信捕跟过程中存在的多终端物理接入方法进行了研究。在基于液晶光学相控阵多波束生成能力和多波束赋形的理论基础上,设计了一种新型的多终端接入方法。该方法的核心是利用液晶光学相控阵的多波束生成与控制能力实现对多个终端的接入。对光束在远场光斑的位置信息以及接入过程中的衍射效率和能量损耗情况进行仿真来验证该方案是否满足空间激光通信终端接入要求。仿真结果发现接入过程中的衍射效率大于80%,能量损耗小于1 d B,表明该方案有效可行。

平板显示中的双稳态技术:现状与进展(三)

介绍双稳态显示器件的原理、开展双稳态显示技术的意义和基本思路。在此基础上简要介绍现有比较成熟的几种双稳态显示器件的基本原理、基本特性、研究进展和存在的问题,包括以液晶材料为核心的双稳态器件、基于光干涉与机械双稳态机构的iMod显示器件、基于电泳现象的零电场双稳态E-ink显示器件。由于双稳态发展历史已经很长,本篇综述的宗旨不在于介绍最新的发展状况,而在于为提供双稳态显示器件较为完整的创造思想和方法。在液晶显示单元双稳态化的基础上,作者提出OLED阵列、FED阵列的双稳态结构的原理与技术途径。提出通过现有技术的组合,实现显示器件双稳态化的大屏幕显示器件的发展思路。

傅立叶1/4波片法检测液晶光学相控阵移相量的精度分析

为了能够更好地实现对液晶光学相控阵的移相分布特性进行高精度的测量,本文针对傅里叶四分之一波片法的测试精度进行理论仿真和试验验证。仿真结果表明,该方法测试误差小于0.08°,采用标准二分之一波片对其进行验证,实验结果表明重复精度小于0.3°。因此,针对液晶光学相控阵波控数据0.5°移相控制精度要求,傅里叶四分之一波片法的测试精度和重复精度能够满足移相测量精度要求。

电容式多点触摸屏的器件设计及算法实现

对电容式多点触摸技术进行了初步研究,探索了苹果公司多点触摸技术的实现方法,设计了简易可行的器件结构,并开辟了相应的多点触摸算法。该方案虽无法和真正意义上的多点触摸相媲美,但具有结构简单、成本低且易于实现等优点。

基于张弛振荡原理的触摸感测电容设计

投射电容式触摸屏的关键问题在于采用稳健可靠的感测电路并设计合适的感应层图案以及相应的触点算法来提高可靠性并降低成本。文章介绍了一种基于张弛振荡原理的电容触摸感测系统设计方案,运用该方案测试了投射电容式触摸屏的电容值并对数据进行了分析,为开辟单点或多点触摸算法提供依据。