改进的液晶可调谐滤光片设计方法

为了实现程序可调的可见光谱连续可调滤光,对多级液晶(LC)可调谐滤光片的设计方法进行改进,并对设计结果进行软件模拟与实验.改进后的设计方法是通过分析每一级滤光片需要的双折射光程差以及液晶盒的双折射光程差调节能力,从而确定各级滤光片所采用的石英片与液晶盒的参数.使用这种方法设计了6级可调谐滤光片并进行模拟分析,模拟结果证明,该滤光片系统可以在400～700nm波段进行调谐,通带半高宽(FWHM)最小可达8nm,实现了宽谱段窄带滤光.实际制作了6级液晶可调谐滤光片,对滤光片进行了测试,测试结果表明性能指标达到了设计要求.

液晶生物传感及其在微流控细胞分析中的应用

液晶(LC)生物传感器是基于LC对界面性质变化的高灵敏响应及其固有的光学各向异性发展起来的一种技术,在生物样品的检测分析方面展现出了非凡的应用价值。通过修饰刺激响应性分子,LC界面可以灵敏地响应待测生物分析物的存在,并诱导界面LC分子发生取向改变,而界面上LC分子的短程相互作用引起LC相本体分子的取向改变,在偏光显微镜(POM)下可见LC显示出不同的光学织构。因此,LC传感器无需对待测物进行标记,凭借其简单的光学检测仪器,容易将分子事件转化为可视化光学信号输出,具有简单、灵敏、高效、快速、廉价等优点,在生物检测分析领域得到了广泛应用。该文综述了近年来液晶生物传感器在检测分析生物小分子、生物大分子以及生物有机体等方面的研究进展,特别提到了液晶生物传感器引入微流控芯片用于细胞分析的新兴领域的发展与挑战。目前,液晶生物传感已经成功地应用于界面现象复杂多样的细胞分析,未来就其在模拟细胞微环境下的传感设计和适用性还需进行更加深入的研究。

液晶型圆偏振调制器

设计了一种液晶(LC)型光圆偏振调制器(CPM),利用LC材料的电控双折射特性得到出射光的2种圆偏振态。对器件的工作原理进行了详细的说明,进而对器件的特性进行了测试和分析。该LC型光CPM具有小于10 V的低驱动电压、ms量级的响应速度和体积小的特点。测试结果表明,该光CPM输出光圆偏振度高达98.8%。

液晶空间光调制器波前模拟及误差补偿

反射式液晶空间光调制器(LC-SLM)反射基板的曲率误差和液晶盒的边缘场效应导致波前模拟精度下降问题,本文研究用LC-SLM模拟波前,通过静态误差补偿法和残差反馈法,探讨提高波前模拟精度的有效方法。实验结果表明,LC-SLM能较好模拟基于Zernike多项式的离焦、像散、彗差和球差等8项波像差,但是具有一定的模拟误差,均方根误差(RMS)值平均为0.265λ,静态误差补偿法和残差反馈法使波前模拟误差RMS值分别降低到0.223λ和0.170λ,残差反馈法更有效。提高波前模拟精度能够使LC-SLM在自适应光学技术、飞秒激光加工、实时全息显示和光学测量等领域具有更大的应用前景。

预倾角和扭曲角对向列相液晶滤波片的输出影响

在考虑液晶(LC)双折射效应和旋光效应的基础上,探究了不同预倾角和扭曲角下向列相LC滤波片的输出特性,导出了其透射率表达式,并用Matlab软件对其进行了数值模拟分析和实验测试。结果表明,随着扭曲角的增大,LC滤波片的透射峰值向长波方向移动;随着预倾角的增大,LC滤波片的透射峰值向短波方向移动且其移动速率随波长变化,波长越短移动速率越小;若增大下基板预倾角,减小上基板预倾角(或者减小下基板预倾角,增大上基板预倾角)则其透射峰值向短波方向的移动速率会减弱;当下基板预倾角的增量值与上基板预倾角的减量值(或者下基板预倾角的减量值与上基板预倾角的增量值)之比约为1.2时,其透射峰的中心波长将不会发生漂移。通过实验,进一步验证了理论结果的正确性。

新型可调谐光学衰减器研究

研究一种具有光敏液晶(LC)深层的可调谐光学衰减器(TOA)。将光敏LC材料涂覆在侧边抛磨光纤(SPF)抛磨区表面。在环境温度为45℃时,器件衰减值可调谐范围达15dB。在周期性泵浦光照射下,器件调谐性能可逆并可重复,响应时间小于5s。泵浦光照射时,光敏LC材料发生相变,其涂覆层折射率发生变化,器件衰减值随之改变。本文的TOA结构简单,成本低,易于同其它光纤器件连接和集成,在全光通信系统中有潜在应用价值。