凌朋的液晶光阀特性研究(1).doc
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液晶
特性
研究
液晶光阀特性研究
凌朋 PB05210356
实验目的：
本实验从基本原理的角度出发, 测量其相关曲线,理解并解释相关现象.
实验原理：
1. 偏振分光棱镜的的工作原理
2. 液晶光阀
对于液晶排列与x轴（竖直向上）方向一致的指向矢n ，我们假定电矢量的振动方向与x成角，而沿z方向（水平向右）入射的的电场矢量为的线偏振光，设z=0时的电矢量在x、y方向上的分量为、 ，则进行到z时的入射线偏振光的状态，可用下式表示。
（1）
式中：
从（1）式可知，当和时，则Ey＝0和＝0 ，，即入射的线偏振光的偏振方向不发生变化；当时，式（1）变成
（2）
液晶光阀的结构
实验光路图
数据处理：
1. 驱动电压为零，写入光为零时，绘出取向角与输出光强的关系曲线。
取向角
220
225
230
235
240
245
250
255
260
265
光强（ ）
0
0.3
0.6
0.9
1.1
2.0
4.8
6.3
8.5
10.4
取向角
270
275
280
光强（ ）
11.5
12.0
11.6
X: 取向角 Y: 输出光强
采用的是5 point FFT Smoothing
2．对于光阀片的不同位置，f=1kHz的情况下驱动电压和输出光强曲线
①.写入光为零，测量LCLV输出光强与驱动电压的关系。
驱动电压(v)
0
0.23
0.44
0.71
0.91
1.15
1.40
1.66
1.86
2.09
1.32
输出光强
10.6
10.3
9.8
8.0
4.1
0.2
1.8
8.9
12.9
11.8
6.0
驱动电压(v)
2.57
2.79
3.02
3.27
3.66
3.88
4.06
4.21
4.48
4.78
4.99
输出光强
1.0
0.9
5.5
14.0
28.9
35.0
37.8
39.7
39.8
37.1
35.0
驱动电压
5.32
5.58
5.80
6.05
6.50
7.02
7.47
7.95
8.44
9.08
9.49
输出光强
31.2
27.0
24.6
22.0
17.9
13.7
11.0
9.4
7.8
6.1
5.5
驱动电压
9.96
10.42
11.07
11.45
12.08
12.52
13.15
输出光强
5.0
4.8
4.0
3.9
3.0
3.0
2.5
X: 驱动电压 Y: 输出光强
采用的是5 point FFT Smoothing
②.写入光全明（白色照明灯压为8.64伏），测量LCLV输出光强与驱动电压的关系。
驱动电压(v)
0
0.28
0.44
0.83
1.08
1.41
1.61
1.81
2.15
1.36
2.60
输出光强
11.0
11.2
10.2
4.9
4.6
5.0
5.9
8.8
13.2
14．3
14.2
驱动电压(v)
2.88
3.11
3.33
3.65
3.88
4.18
4.48
4.80
5.16
5.42
5.77
输出光强
14.7
17.2
20.5
27.0
29.0
30.1
32.0
30.1
26.1
24.2
20.5
驱动电压(v)
5.95
6.35
6.86
7.44
7.98
8.50
8.93
9.53
10.02
10.52
10.96
输出光强
19.4
16.1
12.2
10.1
8.0
6.9
6.0
5.2
4.9
4.0
3.6
驱动电压(v)
11.49
12.03
12.46
13.31
输出光强
3.0
2.6
2.4
2.2
X: 驱动电压 Y: 输出光强
采用的是5 point FFT Smoothing
③.写入光为中间值（白色照明灯压为旋钮逆时针旋到最小），测量LCLV输出光强与驱动电压的关系。
驱动电压(v)
0
0.23
0.49
0.62
0.84
1.10
1.30
1.56
1.72
2.00
2.29
输出光强
12.1
11.7
10.2
9.2
6.0
3.4
3.8
5.0
6.0
8.7
9.0
驱动电压(v)
2.58
2.67
3.05
3.29
3.70
4.38
4.80
5.14
5.39
5.65
6.03
输出光强
9.3
9.8
12.6
17.4
27.0
33.0
35.2
35.0
32.2
29.8
28.0
驱动电压(v)
6.55
6.95
7.48
8.02
8.59
9.63
10.10
10.55
11.13
11.72
12.32
输出光强
23.4
17.1
14.2
11.0
9.0
6.6
5.2
4.4
4.0
3.5
2.8
X: 驱动电压 Y: 输出光强
将①②③的数据在一张图中绘出
X: 驱动电压 Y: 输出光强
采用的是2 point FFT Smoothing
黑：①，红：②，绿：③
结论：当写入光越强，输出光强达到最大值所需的驱动电压越小
解释：当写入光更强时，光导电阻急剧下降的就更厉害，于是液晶层上电压增
大得更多，使得达到最大值所需的驱动电压就越小
3．记录随电压变化和取向角变化，像变化的实验现象
取向角
像 电压值(v)
正像 0.39——0.99
正边缘增强像 0.99——1.33
反像 1.33——2.31
正像 2.31——5.04
正边缘像 5.04——8.00
反像 8.00——13.76
取向角
正像 0.65——1.01
边缘像 1.01——1.61
反像 1.61——1.88
边缘像 1.88——4.28
正像 4.28——5.46
边缘像 5.46——8.04
反像 8.04——13.64
取向角
反像 0.44——0.65
边缘像 0.65——1.02
正像 1.02——1.39
边缘像 1.39——1.69
反像 1.69——1.79
边缘像 1.79——2.63
反像 2.63——5.23
边缘像 5.23——6.96
正像 6.96——13.66
思考题：
1.液晶光阀的驱动电压用的是交流电，能用直流电吗?说出原因.
答：不行，因为若用直流电，液晶取向就固定了，可能发生干涉衍射现象，影响我们实验的观察，所以应选用交流电。
2.本实验使用的是光寻址液晶光阀，你知道电寻址液晶光阀有哪些应用？举一、二例说明.
答：可用来制作液晶光阀投影机，满足追求高分辨率、高亮度、大画面的用户的需求。
