文档介绍：液晶光阀图像变换
学号:201011141054 姓名:牟蓉
实验日期: 指导老师:王海燕
摘要
,确定出液晶作为光阀进行图像变换出现正像、负像、边缘增强、边缘减弱时对应的驱动电压,从而进行图像的变换,并观察到了四种典型变换;然后用液晶光阀观察了网格的频谱,空间滤波,且用光学模拟的方法再现了计算全息图。通过本实验,我们将进一步了解液晶光阀及其应用。
关键词
液晶光阀、图像实时变换、空间滤波、计算全息
一引言
在现代信息处理技术中光电混合处理系统具有重要的地位。信息的传递和处理常常需要对信号进行调制,空间光调制器是光电混合处理系统的关键器件之一。液晶光阀就是利用液晶对光的调制特性而制作的一种具有实时功能的空间光调制器。它可以广泛地应用于光计算、模式识别、信息处理、显示等现代高新技术领域,前景广阔。由于液晶光阀写入光和读出光互相独立,可以方便地把非相干光转换为相干光,因此在相干光实时处理系统中,液晶光阀是必不可少的器件。同时液晶光阀还可以增大读出光的能量,实现弱图像的能量放大,因此它也被广泛地应用于大屏幕、高亮度的投影显示中。本实验的目的是使同学们了解液晶光阀的工作原理,理解图像反转、衍射、成像等现象,掌握利用液晶光阀实现非相干光和相干光图像转换的方法,了解基本的计算全息的知识。
二实验原理
正性扭曲——向列相液晶盒
液晶的分子轴在外场的作用下将有一定的取向,因此,可以通过控制电场来控制液晶分子的取向,从而控制液晶对光的透过特性。本实验采用正性扭曲——向列相液晶盒,各分子的长轴方向都平行于基片表面,但两基片上的分子长轴方向有一定的夹角。其中,液晶盒基片经过了表面取向处理,使得盒内液晶分子在分子相互作用力的影响下,两基片间的分子长轴将逐渐从一个基片处的方向“均匀”地过渡到另一个基片处的方向,形成均匀的扭曲排列,
且基片间的分子长轴都平行于基片表面,
(2)混合场效应
液晶光阀是利用液晶的混合场效应来实现对读出光的调制的。混合场效应是扭曲-向列相效应和电控双折射效应的结合。利用扭曲-向列相排列使液晶光阀处于“关闭”状态,利用外场的电控双折射效应获得光阀的“开启”状态。
液晶光阀
层等都很薄,交流电阻很小,因此外电压主要落在光导体和向列液晶上。在写入图像的暗区,光导层的电阻很大,外电压主要降在光导层上,液晶层上的电压降很小,不足以产生明显的电光效应,扭曲效应仍是主要的,反射光强近似为零。在写入图像的亮区,光导层的电阻变小,电压降变小,液晶层上的电压降变大,从而引起电光效应,输出光成为椭圆偏振光,液晶由此产生双折射,改变了读出光的偏振态,
从而得到一副与写入图像相应的读出图
本实验选用的反射式交流Cds液晶光阀,其结构如图1所示。由于光阻挡层、介质镜、隔绝
图1 液晶光阀结构示意图
像,实现了图像的非相干-相干转换。
图像实时反转和微分的工作原理
以白光源作为写入光源,激光器输出为读出光源,在傅立叶变换透镜的焦点处放置光电探测器来接收输出光,用激光功率计读出输出光的光强。固定液晶光阀的驱动频率、偏转角和写入光强,调节液晶光阀的驱动电压,测量读出光的输出光强,就可以得到液晶光阀的输出光强和驱动