液晶光阀的相位调制特性的研究及其在波面实时转换系统中的应用

摘要

本文尝试进行一种简单而且成本低，基于TFT-LCD相位调制的波面实时转换系统的研究。 论文介绍了波面转换技术的产生、发展以及该技术的研究现状；分析了液晶的光学特性和电光特性，研究了TFT-LCD的结构与工作原理并且详细分析了目前比较通用的用于光束波面转换的两种理论算法。通过理论推导了TFT-LCD的相位与振幅调制特性，并用双缝干涉方法测量了TFT-LCD的相位调制特性以及参数特性，并对该相位调制特性进行曲线拟合，得到了TFT-LCD在相位调制模式下相位与灰度的对应关系：利用TFT-LCD作为相位调制器获得中空光束。在论文的第四章构建了基于TFT-LCD相位调制的波面实时转换系统，将高斯光转换为正方框形光束。首先结合几何理论推导出相应二元光学器件表面的相位分布，将此相位分布转换为灰度分布显示在TFT-LCD上，通过实验得到了和预期结果基本一致的衍射图，文中对几何光学进行了计算模拟；论文还结合标量理论用该系统将高斯光转换为具有三角形和椭圆强度分布的光束，文中通过G-S算法设计相应二元光学器件的表面相位分布，通过灰度和相位的转换关系，在TFT-LCD上实时显示相对应的灰度图，得到了和预期结果基本一致的衍射图，同时对G-S算法也进行了计算模拟。 文章对上述两种理论的实验结果进行了讨论和比较，分析二者之间的区别并且指出了误差的根源以及误差对实验结果的影响，具有一定的参考意义。

目录

文摘

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第一章绪论

§1.1课题的目的和意义

§1.2二元光学国内外研究概况

§1.3液晶空间光调制器的研究概况

§1.4本论文研究的主要内容与安排

第二章液晶基本原理

§2.1液晶及液晶的特性

§2.2液晶的介电各向异性、粘滞系数及电光效应

§2.2.1液晶的介电各向异性

§2.2.2液晶的粘滞系数

§2.2.3液晶的光学特性

§2.2.4液晶的电光特性

§2.3 TFT-LCD的结构与原理

§2.4 TFT-LCD的调制特性原理

§2.4.1理论模型

§2.4.2模拟结果：

§2.5波面转换理论

§2.5.1几何光学理论

§2.5.2 G-S算法

第三章TFT-LCD特性测量

§3.1选用TFT-LCD基本构造

§3.2 TFT-LCD参数特性测量结果及讨论

§3.2.1 TFT-LCD处于关态的实验结果及分析

§3.2.2 TFT-LCD处于开态的实验结果及分析

§3.3 TFT-LCD相位调制特性的实验测量

§3.3.1实验原理及结构

§3.3.2实验结果及讨论

§3.4数据线性拟合

§3.5利用TFT-LCD相位调制获得中空光束

§3.5.1实验思路简述

§3.5.2实验装置

§3.5.3实验结果及分析

第四章基于TFT-LCD相位调制的波面实时转换系统

§4.1 TFT-LCD实现实时波面转换实验设计方案

§4.1.1实验设计思路简述

§4.1.2用视频输出的方法进行实时波面转换

§4.2实验装置

§4.3实验结果及分析

§4.3.1实验结果

§4.3.2实验结果分析与讨论

第五章总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢