液晶微光學結構建模與大孔徑電控液晶透鏡研究.pdf

1、液晶材料具有介電各向異性，目前被廣泛應用于平板顯示領域和多種光電器件中?；谝壕Р牧系碾娍匾壕哥R具有獨特的電調焦電擺焦功能，常以陣列形式存在，通光孔徑一般較小，從而限制了其應用領域的擴展。迄今為止，發(fā)展大通光孔徑電控液晶透鏡技術，已成為國內外的一個研究熱點并受到廣泛關注。本論文針對該種液晶結構，較為深入地開展了理論分析和實驗技術研究。首先，基于連續(xù)體彈性理論，開展了電控液晶透鏡其指向矢和空間電勢的三維建模。然后，對經典的電控液晶透鏡和

2、擺焦透鏡進行了仿真，以檢驗建模的正確性。最后，從液晶透鏡的通光孔徑限制因素出發(fā)，結合理論計算和仿真分析，提出了大孔徑電控液晶透鏡器件結構和圖案電極的設計方法，完成了器件的制作、測試與評估。本論文的主要工作和創(chuàng)新點包括如下幾個方面。
　　首先，用有限元法完成了電控液晶透鏡的三維建模，詳細分析了數(shù)值計算難點。通過坐標變換把不同形狀的四面體離散單元變換成了規(guī)則的四面體，使各離散單元區(qū)域內的積分限同質化，從而顯著降低了建模難度。
　

3、　然后，對常規(guī)電控液晶透鏡進行了再仿真，更為精確地給出其指向矢和電勢的空間分布特征，提出了點擴散函數(shù)的動態(tài)再現(xiàn)算法，進而得到透鏡結構的精細焦距和焦斑屬性，從而克服了傳統(tǒng)方法基于相位延遲分布曲率來粗略估算焦距這一缺陷。
　　接著，模擬和分析了電擺焦液晶透鏡的電光和光學性能，討論了關鍵性的向錯線問題，提出了通過抑制向錯線改善電擺焦液晶透鏡性能的方法和途徑。
　　最后，基于發(fā)展大通光孔徑電控液晶透鏡這一目標，設計了新的液晶器件結構