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液晶空间光调制器相位调制特性研究及其应用

王启明  
【摘要】: 本论文研究了向列型液晶空间光调制器的相位调制特性及其应用。通过理论分析和实验得出数据的方法研究了液晶空间光调制器的相位调制特性。以此为基础,使用ZEMAX软件,模拟其在光学系统中调焦稳焦的应用。 详细阐述了液晶的基本特性和电光效应。使用琼斯矩阵的计算方法计算了不同偏振方向的光入射到液晶中偏振态的扭转情况。以向列型液晶连续弹性体理论,使用差分迭代法计算出了液晶指向矢在不同外场电压下的分布。应用以上计算结果,从理论上得出了液晶电控双折射的有效折射率和相位调制量大小。 在理论上得出液晶空间光调制器能对入射光产生相位调制的基础上,以德国HOLOEYE公司生产的液晶空间光调制器LC2002为核心器件,根据双缝干涉测量的基本原理,构建了LCSLM相位调制的测量系统。对应构建的测量平台,开发了能自动识别条纹移动的测试软件。该软件最大的优点就是能一边自动控制液晶空间光调制器的灰度变化,一边在实验过程中自动识别条纹、收集数据和处理数据,最后以曲线图的形式给出了LC2002相位调制与灰度的关系。应用相位调制与灰度的关系.计算出液晶有效折射率与灰度关系,为液晶的调焦稳焦应用作基础。改变入射激光的偏振方向,得到了液晶空间光调制器对不同偏振光相位调制的大小。 为了解决光学系统容易受环境影响而出现焦距偏移的现象,提出了使用液晶空间光调制器在光学系统中调焦稳焦的应用。根据液晶空间光调制器对入射光相位调制和有效折射率变化,利用ZEMAX软件,模拟出在双胶合透镜后加入液晶片的光学系统。以实验得出的液晶空间光调制器有效折射率为范围,通过改变液晶片的模型和厚度,研究影响光学系统焦距变化的因素。


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