扭曲向列液晶空間光調(diào)制器的波面變換特性及其應(yīng)用.pdf

1、　　液晶空間光調(diào)制器(LCSLM)作為可編程衍射光學(xué)元件，以及用于實(shí)時(shí)顯示計(jì)算全息圖建立動(dòng)態(tài)波前變換系統(tǒng)，在精密測(cè)量、三維成像、顯微、光學(xué)微操縱和微加工、原子光學(xué)、量子信息等研究領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本論文正是以此為出發(fā)點(diǎn)，重點(diǎn)研究了扭曲向列液晶空間光調(diào)制器(TN-LCSLM)的波前變換特性及其應(yīng)用，為這一動(dòng)態(tài)波前變換技術(shù)在光學(xué)微操縱、軟物質(zhì)自組織過(guò)程的控制等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。主要研究?jī)?nèi)容概括如下：一.從扭曲向列液晶材料

2、的光學(xué)特性出發(fā)，研究了TN-LCSLM的調(diào)制機(jī)理；應(yīng)用瓊斯矩陣?yán)碚摚敿?xì)分析了偏振光在扭曲向列液晶盒(TN-LCC)中的傳播過(guò)程，理論推導(dǎo)了TN-LCSLM的復(fù)振幅調(diào)制特性；把TN-LCC等價(jià)為一個(gè)旋轉(zhuǎn)器和波片系統(tǒng)，研究了使入射線偏振光保持為線偏振光出射的條件。二.實(shí)驗(yàn)測(cè)定了扭曲向列液晶板LCX029的扭曲角，固有雙折射參量和輸入面指向矢取向等物理參量；用共路剪切干涉法測(cè)定了各種輸入輸出偏振器取向配置情況下TN-LCSLM的輸出復(fù)振幅與

3、控制信號(hào)灰度值的定量關(guān)系，給出了TN-LCSLM的強(qiáng)度和相位調(diào)制幅度的三維描述；根據(jù)輸出復(fù)振幅與控制信號(hào)灰度值的定量關(guān)系，研究了TN-LCSLM的最佳振幅調(diào)制狀態(tài)，最佳位相調(diào)制狀態(tài)，最佳衍射效率和最佳信噪比調(diào)制狀態(tài)對(duì)應(yīng)的偏振器取向配置。三.把基于TN-LCSLM的動(dòng)態(tài)波前變換系統(tǒng)看作一個(gè)相干光學(xué)成像系統(tǒng)，分析并推導(dǎo)了該系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)，進(jìn)而研究了LCSLM像素結(jié)構(gòu)所引起的固有切趾和展寬效應(yīng)。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬考察了LCSLM開口率和衍射距離