文档介绍：汕头大学
硕士学位论文
不同结构的电控双折射无刻痕光栅研究
姓名:郑泽浩
申请学位级别:硕士
专业:材料物理与化学
指导教师:黄翀
2010-06-04
汕头大学硕士学位论文
摘要
近年来,用液晶材料制作的衍射光栅是一种新型的光电转换器件,在光通讯,光调
制器,立体显示器,光束控制,光处理器等上有广泛的应用。液晶光栅衍射特性的控制决
定于外加电场和磁场后液晶分子的排列状态或织构态的改变情况,而不同结构液晶光栅在
周期性电场的作用下受到电场边缘效应影响,很难准确的控制液晶分子的排列状态,在一
定程度上限制液晶光栅的应用,因此研究者提出了改善衍射光栅的衍射特性很多种方法,
如在制作液晶光栅时控制液晶盒的厚度,控制条纹电极的宽度,改变电极结构等。
本文用波长为 的 He-Ne 激光为光源,测量两种液晶光栅的光学衍射特性,用
偏光显微镜观察不同电压下两种液晶光栅的液晶分子偏转状态和织构态改变的情况,并分
析对比。发现双面电极条纹液晶光栅的电控衍射特性比单面电极条纹液晶光栅好。且光栅
常数为 200μm,100μm, 的液晶光栅在电压驱动下随着光栅常数的减小,液晶光
栅的一级衍射光的光强越来越强, 在频率驱动下, 随着光栅常数的减小,液晶光栅的一级
衍射光的光强越来越弱。此结果对液晶器件的设计、制作、使用都具有一定的参考价值。
由于液晶光栅具有制造成本低,制造流程较为简单,电压和频率都可驱动的特点,在彩
色光学显示器方面得到广泛的应用。而在显示器的彩色显示方面, RGB三基色(红、绿、蓝
三基色的波长分别为 、 、 )成为彩色显示的主要还原方式, 液晶
光栅本身对 RGB 三基色的透射率情况,直接影响到了三基色还原的混色效果,如影响立体
画面还原的失真、立体感、显示质量等,因此对三基色透射率的研究有助于减小色差, 可
对颜色进行一定的校正和补偿,以获得精确的色调和色饱和。
为了研究液晶光栅在彩色光学显示器上的应用,本文采用与计算机相连的 UV-Vis 8500
型双光束紫外/ 可见分光光度计,测量不同光栅常数的液晶光栅 RGB 三基色在电压驱动和
频率驱动下的光学衍射特性和光谱特性。研究 RGB 三基色的光谱特性与光栅常数的关系,
结果表明对于光栅常数为 200μm,100μm, 的液晶光栅的G和B基色的透射率
在 ~ 处, 随着光栅常数的减小, 透射率却在增加。
本文把液晶光栅的玻璃基板上的透明电极(ITO)设计为两大导电区,每个导电区都
是一个梳状电极。利用控制模块控制导电区的通断电,使液晶光栅不同区域的透光与不透
光,实现光栅常数的转变,成为一种电控常数的新型液晶光栅。另外,本文把液晶光栅的
梳状电极的端设计成圆弧状的,避免了尖端放电的现象的产生,减小了直角状电极对边缘
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液晶分子偏转织构态的影响。该新型液晶光栅在视差栅栏、光栅尺等方面有广泛的应用,
对液晶光栅的应用发展有重大的意义。
关键词:液晶光栅,电控双折射,衍射特性,电极结构,光谱特性
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Abstract
In recent years, a diffraction grating fabricated using liquid crystal materials has been a
new kind of photoelectric devices, which have potential applications in munications,
light modulators, stereoscopic displays, light beams control, and light processors, etc. The
control of liquid crystal grating diffraction characteristics depends on the arrangement of liquid
crystal molecules or change of texture states under electric and ic fields. The arrangement
states of the liquid crystal molecules can not be precisely co