電控液晶微光學(xué)組件多路控制儀.pdf

1、傳統(tǒng)光學(xué)透鏡通過(guò)將一定折射率的光學(xué)材料形成特定厚度及形貌輪廓，使光線在貫穿透鏡時(shí)產(chǎn)生彎折，實(shí)現(xiàn)聚光或散光功能。電控液晶微透鏡則可以在不改變透鏡形狀這一前提下，通過(guò)施加電信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)電極板間的空間電場(chǎng)分布，調(diào)變分布在電場(chǎng)中的液晶材料其指向矢的空間排布，使液晶材料折射率產(chǎn)生有序變化，從而對(duì)行進(jìn)光波施加匯聚或發(fā)散操作。這種通過(guò)施加空間電場(chǎng)來(lái)改變液晶微透鏡光學(xué)特性技術(shù)，呈現(xiàn)出傳統(tǒng)透鏡所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的應(yīng)用前景。由于電極板間所構(gòu)建的空間電

2、場(chǎng)其物理屬性，直接關(guān)系到液晶微透鏡的光場(chǎng)調(diào)變性能，如典型的電場(chǎng)極性改變、驅(qū)控信號(hào)頻率或電壓幅值調(diào)變，都會(huì)影響液晶微透鏡的光學(xué)行為等。因此，設(shè)計(jì)具有所輸出的電壓信號(hào)可動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，電壓變化范圍寬、調(diào)變精度高、波形及頻率可變化的電控液晶驅(qū)控裝置，具有重要應(yīng)用價(jià)值。本文對(duì)早期的液晶簡(jiǎn)單控制裝置進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)和再開(kāi)發(fā)，研制了電控液晶微光學(xué)組件多路控制儀。主要內(nèi)容包括：高效能電路的選型和仿真，電路板卡設(shè)計(jì)和軟件調(diào)試設(shè)計(jì)，整機(jī)性能測(cè)試與評(píng)估，用于多種液

3、晶微光學(xué)器件的功能測(cè)調(diào)和典型成像探測(cè)應(yīng)用等。本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是：從性能擴(kuò)展、安全性和易用性這三個(gè)方面，設(shè)計(jì)和制作了電控液晶微光學(xué)組件多路驅(qū)控設(shè)備，有效克服和解決了早期裝置所存在的問(wèn)題。
　　在性能擴(kuò)展方面：（一）顯著增大了輸出信號(hào)幅值范圍，將信號(hào)峰峰值從96V擴(kuò)大到200V，擴(kuò)展一倍以上；（二）可任意選擇多種波形，早期裝置工作時(shí)只能有效提供方波輸出，本文系統(tǒng)增加了正弦波、鋸齒波和用戶任意自定義波形輸出功能；（三）輸出通道數(shù)擴(kuò)展，早

4、期系統(tǒng)只有8路輸出，本文系統(tǒng)增加到16路同步輸出，有效解決了信號(hào)穩(wěn)定并行輸出問(wèn)題。
　　在安全性方面：（一）采用具有熱關(guān)斷功能的單芯片放大方案替代早期裝置中的級(jí)聯(lián)放大方案，即使在高電壓輸出時(shí)發(fā)熱量較大引發(fā)短路，系統(tǒng)也不會(huì)發(fā)生連鎖損壞；（二）增加了溫度監(jiān)控報(bào)警模塊并合理配置了微散熱管和高效風(fēng)扇，系統(tǒng)具備因長(zhǎng)時(shí)間工作引發(fā)內(nèi)部溫升至閾值時(shí)會(huì)啟動(dòng)報(bào)警并作降溫處理功能。
　　在易用性方面：（一）選用旋鈕式調(diào)節(jié)輸出信號(hào)電壓方案代替早期的