红外液晶光阀参数设计及电光特性分析

液晶电光效应实验报告【实验目的】1．在把握液晶光开关的基本工作原理的基础上，丈量液晶光开关的电光特性曲线，并由电光特性曲线得到液晶的阈值电压和关断电压。

2．丈量驱动电压周期变化时，液晶光开关的时间响应曲线，并由时间响应曲线得到液晶的上升时间和下降时间。

3．丈量由液晶光开关矩阵所构成的液晶显示器的视角特性以及在不同视角下的对比度，了解液晶光开关的工作条件。

4．了解液晶光开关构成图像矩阵的方法，学习和把握这种矩阵所组成的液晶显示器构成文字和图形的显示模式，从而了解一般液晶显示器件的工作原理。

【实验仪器】液晶电光效应实验仪一台，液晶片一块【实验原理】1．液晶光开关的工作原理液晶的种类很多，仅以常用的TN（扭曲向列）型液晶为例，说明其工作原理。

TN型光开关的结构：在两块玻璃板之间夹有正性向列相液晶，液晶分子的外形如同火柴一样，为棍状。

棍的长度在十几埃（1埃＝10-10米），直径为4～6埃，液晶层厚度一般为5-8微米。

玻璃板的内表面涂有透明电极，电极的表面预先作了定向处理（可用软绒布朝一个方向摩擦，也可在电极表面涂取向剂），这样，液晶分子在透明电极表面就会躺倒在摩擦所形成的微沟槽里；电极表面的液晶分子按一定方向排列，且上下电极上的定向方向相互垂直。

上下电极之间的那些液晶分子因范德瓦尔斯力的作用，趋向于平行排列。

然而由于上下电极上液晶的定向方向相互垂直，所以从俯视方向看，液晶分子的排列从上电极的沿－45度方向排列逐步地、均匀地扭曲到下电极的沿＋45度方向排列，整个扭曲了90度。

理论和实验都证实，上述均匀扭曲排列起来的结构具有光波导的性质，即偏振光从上电极表面透过扭曲排列起来的液晶传播到下电极表面时，偏振方向会旋转90度。

取两张偏振片贴在玻璃的两面，P1的透光轴与上电极的定向方向相同，P2的透光轴与下电极的定向方向相同，于是P1和P2的透光轴相互正交。

在未加驱动电压的情况下，来自光源的自然光经过偏振片P1后只剩下平行于透光轴的线偏振光，该线偏振光到达输出面时，其偏振面旋转了90°。

氦氖激光器
扩束器
准直镜
偏振分光棱镜
观察屏
液晶光阀
成像透镜
写入图象
写入光
交流驱动电压
向列型液晶的正光学性质
光轴
液晶光阀特性研究
学号:PB04210278 姓名：高通
试验目的：本实验就是在这个大的背景情况下,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.
试验原理：
1）试验装置图：
2）偏振分光棱镜
激光由棱镜左侧入射后,在右侧透射的光为
ｐ分量光(经过镀膜后使投射光中没有ｓ分量),
ｐ光全透过,而ｓ光全部反射.在实验中偏光分束棱镜既起到起偏器作用又起到检偏器的作用.
3）液晶的双折射特性：如图
试验过程：
f=1.02kHz时原始数据：
10
20
30
40
50
60
如图所示，在几个用竖线对应到横坐标的几个点，红线和黑线相遇，在现象上的反
映就是出现边缘增强图像，几个横坐标与观察到边缘增强的电压吻合的很好。

在那三个点的两边，红线和黑线的高低都是不一样的，就是说在那三个点发生了反
转，在现象上的表现就是边缘增强两边的图像应该是反向的。

观察的结果确实如此。

第1篇一、实验目的1. 理解液晶光开关的基本工作原理，掌握其电光特性。

2. 通过实验测量液晶光开关的电光特性曲线，并从中得到液晶的阈值电压和关断电压。

3. 探究驱动电压周期变化对液晶光开关性能的影响。

二、实验原理液晶是一种具有光学各向异性的有机化合物，其分子在电场作用下会改变排列方向，从而影响光线的传播。

液晶光开关利用这一特性，通过施加电压来控制光的透过。

TN（扭曲向列）型液晶光开关是最常用的液晶光开关之一。

其基本工作原理如下：1. 在两块玻璃板之间夹有液晶层，其中液晶分子在未加电压时呈扭曲排列，使得入射光发生偏振。

2. 当施加电压后，液晶分子排列方向改变，扭曲消失，光线的偏振状态也随之改变。

3. 通过控制电压的大小，可以调节光线的透过情况，从而实现光开关的功能。

三、实验仪器与材料1. 液晶电光效应实验仪一台2. 液晶片一块3. 可变电压电源一台4. 光强计一台5. 记录仪一台6. 连接线若干四、实验步骤1. 将液晶片放置在实验仪中，并调整光路，使光线垂直照射到液晶片上。

2. 连接可变电压电源，设置初始电压为0V。

3. 使用光强计测量透过液晶片的光强，记录数据。

4. 逐渐增加电压，每次增加0.5V，重复步骤3，记录数据。

5. 绘制电光特性曲线，分析阈值电压和关断电压。

6. 改变驱动电压的周期，重复实验，观察液晶光开关性能的变化。

五、实验结果与分析1. 电光特性曲线：根据实验数据，绘制电光特性曲线，如图1所示。

曲线呈现出典型的非线性关系，表明液晶光开关的电光特性。

图1 电光特性曲线2. 阈值电压和关断电压：根据电光特性曲线，确定阈值电压和关断电压。

阈值电压为液晶光开关开始工作的电压，关断电压为液晶光开关完全关闭的电压。

3. 驱动电压周期变化对性能的影响：改变驱动电压的周期，观察液晶光开关性能的变化。

实验结果表明，驱动电压周期变化对液晶光开关性能有一定影响，但影响程度较小。

六、结论1. 本实验成功实现了液晶光开关的电光特性测量，并得到了阈值电压和关断电压。

频率驱动液晶光阀的电光特性研究
黄翀;刘骥;周学平;欧阳艳东
【期刊名称】《光谱学与光谱分析》
【年(卷),期】2007(27)2
【摘要】讨论了液晶光阀频率驱动方式的原理,并分析了液晶光阀在频率驱动方式下的电光特性.在特定的交流电压下改变外加电场频率,测量了TB3639型液晶光阀在频率驱动方式下的电光特性关系曲线.测量结果表明,TB3639液晶光阀在可见光区域具有电光显示灰度变化特性,不仅能实现黑白显示,也能实现不同灰度级显示.频率驱动方式在可见光的范围内对不同波长的透射率变化趋势影响大致相同,在应用中可避免出现色差较大的现象.这种新型频率驱动方式对液晶器件的显示有改善作用,将开拓液晶显示器件的新应用,具有实际应用价值.
【总页数】3页(P244-246)
【作者】黄翀;刘骥;周学平;欧阳艳东
【作者单位】汕头大学物理系,广东,汕头,515063;汕头大学物理系,广东,汕
头,515063;汕头大学物理系,广东,汕头,515063;汕头大学物理系,广东,汕头,515063【正文语种】中文
【中图分类】O433.1;O753.2
【相关文献】
1.液晶光阀的电光频率特性 [J], 欧阳艳东;王建国;沈奕;吴永俊
2.光散射液晶偏振片电光特性的研究 [J], 任洪文;宣丽;闫石;黄锡珉
3.垂直定向液晶光阀电光特性的计算（Ⅰ） [J], 章岳光;李海峰
4.垂直定向液晶光阀电光特性的计算（Ⅱ） [J], 章岳光;李海峰
5.温度对液晶光阀电光特性的影响 [J], 黄翀;王建国;欧阳艳东;刘骥
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级姓名学号日期:实验题目:液晶光阀特性研究实验目的:在大背景的情况下 , 从基本原理的角度出发 , 测量相关曲线 , 理解并解释相关现象 .实验原理:液晶光阀中的关键部分液晶是一种高分子化合物 , 其物理特性介于固体和液体之间 ; 其结构介于固体和液体之间 , 称为中间态或中间相 . 呈现出既有液体的流动性,又有晶体的光学各向异性,因而称为液晶。

它既不同于不能流动的晶体, 也有别于光学各向同性的液体,它的特性既有晶体的取向特性 , 又有液体的流动性 . 当液晶分子在取向膜层的影响下有序排列表现出的各向异性 , 又导致电、磁、光、力的各向异性 .由于液晶分子之间的相互作用远低于固体分子之间的相互作用力, 所以液晶的各向异性在外场作用下会发生显著变化 .下面就实验中的两个关键部件加以说明1. 偏振分光棱镜的的工作原理薄膜偏光分束棱镜是在光学玻璃棱镜的体对角面上镀制多层介质膜 , 再将两块棱镜的分光面胶合起来 , 并在通光面上镀制增透膜 , 以降低光通过棱镜时的反射损耗。

对于折射率不同的两种材料的交界面 , 总可以找到一个入射角 , 使之满足布儒斯特角条件 , 在这样一个条件下 , 激光由棱镜左侧入射后 , 在右侧透射的光为p分量光 , 在侧面反射的光为s分量光。

偏光分束镜的膜系设计要求 , 必须选择折射率满足一定的关系的膜料和基底材料,使p光全透过 , 而s光全12部反射 .液晶光阀的结构如下图所示图形的平板玻璃相对放置在一起,使其间相距为 10m 。

四周用环氧胶密封,但在一侧封接边上留有一个开口, 该开口称为液晶注入口。

液晶材料即是通过该注入口在真空条件下注入的。

注入后,用树脂将开口封堵好。

当然,作为扭曲向列型液晶显示器件, 在液晶盒内表面还应制作上一层定向层。

该定向层经定向处理后, 可使液晶分子在液晶盒内, 在前后玻璃基板表面都呈沿面平行排列, 而在前后玻璃基板之间液晶分子又呈 45度扭曲排列, 经过反射回来再次产生 45度扭曲,这样就产生振动方向 900 偏转 .本实验中的液晶主要是向列型液晶, 其分子长轴近似平行, 且平行于玻璃平面液晶分子取向决定于取向膜层的方向 . 光通过液晶层时发生双折射效应,即入射的偏振光进入液晶层后, 这时的液晶层相当于一个位相片, 其位相的大小取决于写入光的强弱 . 反射回来的各种不同的椭圆偏振光 , 它的长、短轴的方向和比例经检偏器后的光强是不同的。

液晶光阀原理(二)液晶光阀原理液晶光阀（Liquid Crystal Light Valve，简称LCV）是一种广泛应用于显示技术中的光电传感器。

它利用液晶材料的光学特性，实现对光的调控。

在液晶显示器、光学仪器和光电设备等领域中被广泛应用。

液晶材料的特性•液晶是一种介于固体和液体之间的物质，具有流动性和有序排列性。

•液晶材料的分子呈棒状或盘状排列，具有各向异性。

•不同类型的液晶材料对光的折射率和吸收系数具有不同的响应。

液晶光阀的构成1.透光性基板：作为液晶光阀的基底，提供结构支持。

2.太阳能电池片：用于供电，使液晶光阀可以自主工作。

3.电源模块：用于调整电压和电流，控制液晶材料的光学性质。

4.液晶层：由液晶分子构成的薄膜，在电场的作用下，改变光的透过程度。

液晶光阀的工作原理液晶光阀的工作原理主要基于液晶材料的光学特性和电场的作用。

当在两个透明电极之间施加外加电压时，会在液晶层中形成电场。

1.整流作用：当电场施加在液晶层上时，液晶分子会重新排列。

液晶分子的排列方式可以根据不同类型的液晶材料而变化。

其中，有向列相、向列旋转相、螺旋相等。

2.旋转性质：液晶分子在电场作用下发生旋转，导致光的偏振方向也发生旋转。

3.光的透过程度调控：根据液晶分子排列的方式和电场的大小，液晶光阀可以实现对光的透过程度的调控。

当电场施加在液晶层上时，液晶分子排列会发生变化，从而改变光的透过程度。

4.光的极化：液晶分子排列的方式决定了光的偏振方向，进而影响到光的传播方式和光的强度分布。

应用领域•液晶显示器：液晶光阀是液晶显示器中的核心组件，通过控制电场的大小和方向，实现像素点的亮灭和颜色变化。

•投影设备：液晶光阀也广泛应用于投影设备中，通过对光的调控，实现投影画面的显示。

•光传感器：利用液晶材料的特性，液晶光阀可以实现对光信号的检测和响应。

•光电调制器：液晶光阀可以实现光的调制，用于光通信等领域。

总结液晶光阀通过液晶材料的光学特性和电场的作用，实现对光的调控。

液晶光阀特性研究pb04210272 刘琼 04023实验目的液晶是进行信息与激光技术领域科研工作的关键光电子器之一。

本实验就是在这个大背景下，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.偏振分光棱镜的工作原理折射率不同的介质交界面，当光以布儒斯特角入射时，投射光为P 分量光，侧面反射的光为S 分量光。

实验要求P 光全透过而S 光全反射，.偏振分光棱镜既起到起偏器作用又起到检偏器的作用。

2.液晶光阀本实验使用反射式液晶光阀。

对液晶排列与X 轴方向一致的指向矢n E 0线偏振光分量x E 、y E 得：δδθθθθ22022sin cos sin cos 2)sin ()cos (E E E E E y x y x =-+ （1） 式中：z n n )(2//⊥-=λπδ从（1）式可知，当0=θ和2/πθ=时，则Ey ＝0和x E ＝0 ，，即入射的线偏振光的偏振方向不发生变化；当4/πθ=时，式（1）变成 δδ22022sin 2cos 2EE E E E y x yx =-+ （2）由此可知，入射光沿着z 方向前进，则其偏振光状态按照直线、椭圆、圆、椭园、直线偏振光的顺序变化，线偏振光的偏光方向也发生变改。

本实验液晶主要是向列型液晶，分子长轴近似平行。

光通过液晶层发生双折射效应。

入射的偏振光及反射回来后各种不同椭圆偏振光长、短轴方向和比例以及经检偏器后的光强是不同的。

液晶层加一定电压，液晶的方向矢向电场方向偏转，从而改变折射效应。

实际工作的光路如下图：实验内容1.观察并记录实验现象；具体要点是记录出现正像、反转像、边缘增强像的次数，正像、反转像、边缘增强像所对应的电压的范围等各种参数值.2.取定驱动频率为f=1.0kHz,驱动电压为零，写入光为零时，绘出取向角ψ与输出光强的关系曲线.驱动电压为零，写入光为零时输出光强最小时的ψ定义为零.3.对于图片的不同位置，写入光的光强是不一样的.为了对写入光有一个量化的概念，我们在实验中取三种光强状态[全暗(步骤3已完成) 、全明、中间值]分别对应图片中的透光部分、边缘部分、不透光部分，分别测出在某一驱动频率的情况下驱动电压和输出光强曲线.①.写入光为零，驱动频率为f=1.0kHz ，ψ＝400，测量LCLV输出光强与驱动电压的关系. (步骤3已完成)②.写入光全明（白色照明灯压为8.64伏），驱动频率为f=1.0kHz ，ψ＝400，测量LCLV 输出光强与驱动电压的关系.③.写入光为中间值（白色照明灯压为旋钮逆时针旋到最小），驱动频率为f=1.0kHz ，ψ＝400，测量LCLV输出光强与驱动电压的关系.将①②③的数据在一张图中绘出，根据图线将得到什么结论？将实验现象加以描述并解释. 数据处理及误差分析1．取向角ψ与输出光强的关系曲线实验数据如下：f=1.01kHz,驱动电压为0V.关系曲线如下图：Y A x i s T i t l eX Axis Title2．三种写入光强状态下驱动电压与光强的关系 全暗即写入光为00102030405060Y A x i s T i t l eX Axis Title图中黑线为写入光全暗时，红线为全亮，蓝线为半暗。

液晶电光效应实验液晶是介于液体与晶体之间的一种物质状态。

一般的液体内部分子排列是无序的，而液晶既具有液体的流动性，其分子又按一定规律有序排列，使它呈现晶体的各向异性。

当光通过液晶时，会产生偏振面旋转，双折射等效应。

液晶分子是含有极性基团的极性分子，在电场作用下，偶极子会按电场方向取向，导致分子原有的排列方式发生变化，从而液晶的光学性质也随之发生改变，这种因外电场引起的液晶光学性质的改变称为液晶的电光效应。

1888年，奥地利植物学家Reinitzer在做有机物溶解实验时，在一定的温度范围内观察到液晶。

1961年美国RCA公司的Heimeier发现了液晶的一系列电光效应，并制成了显示器件。

从70年代开始，日本公司将液晶与集成电路技术结合，制成了一系列的液晶显示器件，并至今在这一领域保持领先地位。

液晶显示器件由于具有驱动电压低（一般为几伏），功耗极小，体积小，寿命长，环保无辐射等优点，在当今各种显示器件的竞争中有独领风骚之势。

【实验目的】1．在掌握液晶光开关的基本工作原理的基础上，测量液晶光开关的电光特性曲线，并由电光特性曲线得到液晶的阈值电压和关断电压。

2．测量驱动电压周期变化时，液晶光开关的时间响应曲线，并由时间响应曲线得到液晶的上升时间和下降时间。

3．测量由液晶光开关矩阵所构成的液晶显示器的视角特性以及在不同视角下的对比度，了解液晶光开关的工作条件。

4．了解液晶光开关构成图像矩阵的方法，学习和掌握这种矩阵所组成的液晶显示器构成文字和图形的显示模式，从而了解一般液晶显示器件的工作原理。

【实验仪器】本实验所用仪器为液晶光开关电光特性综合实验仪，其外部结构如图6所示。

下面简单介绍仪器各个按钮的功能。

模式转换开关：切换液晶的静态和动态（图像显示）两种工作模式。

在静态时，所有的液晶单元所加电压相同，在（动态）图像显示时，每个单元所加的电压由开关矩阵控制。

同时，当开关处于静态时打开发射器，当开关处于动态时关闭发射器；静态闪烁/动态清屏切换开关：当仪器工作在静态的时候，此开关可以切换到闪烁和静止两种方式；当仪器工作在动态的时候，此开关可以清除液晶屏幕因按动开关矩阵而产生的斑点；供电电压显示：显示加在液晶板上的电压，范围在0.00V～7.60V之间；供电电压调节按键：改变加在液晶板上的电压，调节范围在0V～7.6V之间。

液晶电光效应实验报告【实验目的】1.在掌握液晶光开关的基本工作原理的基础上，测量液晶光开关的电光特性曲线，并由电光特性曲线得到液晶的阈值电压和关断电压。

2.测量驱动电压周期变化时，液晶光开关的时间响应曲线，并由时间响应曲线得到液晶的上升时间和下降时间。

3.测量由液晶光开关矩阵所构成的液晶显示器的视角特性以及在不同视角下的对比度，了解液晶光开关的工作条件。

4.了解液晶光开关构成图像矩阵的方法，学习和掌握这种矩阵所组成的液晶显示器构成文字和图形的显示模式，从而了解一般液晶显示器件的工作原理。

【实验仪器】液晶电光效应实验仪一台，液晶片一块【实验原理】1.液晶光开关的工作原理液晶的种类很多，仅以常用的TN（扭曲向列）型液晶为例，说明其工作原理。

TN型光开关的结构：在两块玻璃板之间夹有正性向列相液晶，液晶分子的形状如同火柴一样，为棍状。

棍的长度在十几埃（1埃＝10-10米），直径为4～6埃，液晶层厚度一般为5-8微米。

玻璃板的内表面涂有透明电极，电极的表面预先作了定向处理（可用软绒布朝一个方向摩擦，也可在电极表面涂取向剂），这样，液晶分子在透明电极表面就会躺倒在摩擦所形成的微沟槽里；电极表面的液晶分子按一定方向排列，且上下电极上的定向方向相互垂直。

上下电极之间的那些液晶分子因范德瓦尔斯力的作用，趋向于平行排列。

然而由于上下电极上液晶的定向方向相互垂直，所以从俯视方向看，液晶分子的排列从上电极的沿－45度方向排列逐步地、均匀地扭曲到下电极的沿＋45度方向排列，整个扭曲了90度。

理论和实验都证明，上述均匀扭曲排列起来的结构具有光波导的性质，即偏振光从上电极表面透过扭曲排列起来的液晶传播到下电极表面时，偏振方向会旋转90度。

取两张偏振片贴在玻璃的两面，P1的透光轴与上电极的定向方向相同，P2的透光轴与下电极的定向方向相同，于是P1和P2的透光轴相互正交。

在未加驱动电压的情况下，来自光源的自然光经过偏振片P1后只剩下平行于透光轴的线偏振光，该线偏振光到达输出面时，其偏振面旋转了90°。

0引言采用光寻址红外液晶光阀的红外图像生成系统存在以下缺点：(1)所使用的液晶材料响应速度慢，响应时间随着液晶层厚度的增加而大幅增加，导致所产生的红外图像拖尾现象严重。

(2)光寻址方式需要可见光图像写入源，而目前广泛用作图像写入源的可见光液晶光阀的帧频只有70Hz 左右，限制了输出红外收稿日期：2009-10-10；修订日期：2009-11-05基金项目：西安应用光学研究所科技创新基金项目(y089022-6)作者简介：骆延令(1983-)，男，陕西西安人，助理工程师，主要从事光电系统仿真与评估方面的研究。

Email:Luoyanling_9500@第39卷第4期红外与激光工程2010年8月Vol.39No.4Infrared and Laser EngineeringAug.20107×7电寻址红外液晶光阀骆延令，高蒙，高教波，胡煜，孙科峰(西安应用光学研究所，陕西西安710065)摘要：采用光寻址红外液晶光阀的动态红外场景生成系统受可见光图像写入源的影响，输出的红外图像帧频较低(<100Hz)，而且光寻址液晶器件结构相对复杂，能量利用率低。

针对这些缺点，提出了一种采用预应力液晶的电寻址红外液晶光阀。

以7×7阵列的反射式电寻址红外液晶光阀为例，介绍了电寻址红外液晶器件的结构及制作过程，设计了采用逐点扫描的驱动控制电路，得到了具有灰度的红外图形。

这种电寻址红外液晶光阀结构紧凑简单，能量利用率高，输出图像的帧频可达250Hz ，为研制具有实用价值的高分辨率、高帧频的电寻址红外液晶光阀提供了技术基础。

关键词：电寻址；红外液晶光阀；帧频；预应力液晶中图分类号：TN21文献标志码：A文章编号：1007-2276(2010)04-0597-047×7electro -addressed IR liquid crystal light valveLUO Yan -ling,GAO Meng,GAO Jiao -bo,HU Yu ，SUN Ke -feng(Xi ′an Institute of Applied Optics,Xi ′an 710065,China)Abstract:Dynamic IR scene generation system based on optic -addressed IR liquid crystal light valve is influenced by read -in visible light image,so the frame rate of output IR image is low (less than 100Hz).Moreover,optic -addressed liquid crystal device has relatively complex structure and low energy usage.In this paper,a reflective electro -addressed IR liquid crystal light valve using prestressed liquid crystal was presented to overcome these shortcomings.By using a 7×7array reflective electro -addressed IR liquid crystal light valve as an example,the structure and fabricating process of electro -addressed IR liquid crystal device was introduced.Driving and controlling circuit with point to point scan was designed to generate IR figures with gray levels.This electro -addressed IR liquid crystal light valve has simple and compact structure,high energy usage and high frame rate which can reach 250Hz.These will provide technical foundation for designing practical electro -addressed IR liquid crystal light valve with high resolution and frame rate.Key words:Electro -addressed;IR liquid crystal light valve;Frame rate;Prestressed liquid crystal红外与激光工程第39卷图像的帧频。

液晶光阀实验报告摘要:本实验在驱动电源频率为1.0KHz, 偏转角约为45°下测量了向列相液晶的工作曲线，确定出液晶作为光阀进行图像变换出现正像、负像、边缘增强、边缘减弱时对应的驱动电压，从而进行图像的变换，并观察到了四种典型变换。

再利用图像实时变换的负像原理得到了图像实时相减图。

用液晶光阀观察了单缝的频谱，空间滤波，并利用光学模拟的方法再现了计算全息图。

关键词：液晶光阀、图像实时变换、空间滤波、计算全息引言：在现代信息处理技术中光电混合处理系统具有重要的地位。

信息的传递和处理常常需要对信号进行调制，空间光调制器是光电混合处理系统的关键器件之一。

液晶光阀就是利用液晶对光的调制特性而制作的一种具有实时功能的空间光调制器。

它可以广泛地应用于光计算、模式识别、信息处理、显示等现代高新技术领域，前景广阔。

由于液晶光阀写入光和读出光互相独立，可以方便地把非相干光转换为相干光。

因此在相干光实时处理系统中，液晶光阀是必不可少的器件。

同时液晶光阀还可以增大读出光的能量，实现弱图像的能量放大，因此它也被广泛地应用于大屏幕、高亮度的投影显示中。

本实验的目的是使同学们了解液晶光阀的工作原理，理解图像反转、衍射、成像等现象，掌握利用液晶光阀实现非相干光和相干光图像转换的方法，了解基本的计算全息的知识。

原理：一．液晶光阀的工作原理1.正性扭曲——向列相液晶盒液晶的分子轴在外场的作用下将有一定的取向。

因此，可以通过控制电场来控制液晶分子的取向，从而控制液晶对光的透过特性。

本实验采用正性扭曲——向列相液晶盒，各分子的长轴方向都平行于基片表面，但两基片上的分子长轴方向有一定的夹角。

其中，液晶盒基片经过了表面取向处理，使得盒内液晶分子在分子相互作用力的影响下，两基片间的分子长轴将逐渐从一个基片处的方向“均匀”地过渡到另一个基片处的方向，形成均匀的扭曲排列，且基片间的分子长轴都平行于基片表面。

2.混合场效应液晶光阀是利用液晶的混合场效应来实现对读出光的调制的。

收稿日期：２００６－０８－１８；修订日期：２００６－１０－２０基金项目：国防预研资助课题（动态红外场景仿真技术研究）作者简介：刘正云（１９６５－），男，湖南衡阳人，高级工程师，博士生，主要研究方向为光电系统性能测试与评估。

Ｅｍａｉｌ：ｚｈｙｌｉｕ＠ｂｊ１６３．ｃｏｍ导师简介：金伟其（１９６１－），男，上海人，教授，博士，主要研究方向为夜视与红外技术和光电检测技术、图像处理技术。

Ｅｍａｉｌ：ｊｉｎｗｑ＠ｂｉｔ．ｅｄｕ．ｃｎ第３６卷第４期红外与激光工程２００７年８月Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．４ＩｎｆｒａｒｅｄａｎｄＬａｓｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｕｇ．２００７红外液晶光阀参数设计及电光特性分析刘正云１，２，金伟其１，高教波３（１．北京理工大学信息科技学院，北京１０００８１；２．北京跟踪与通信技术研究所，北京１０００９４；３．西安应用光学研究所，陕西西安７１００６５）摘要：利用液晶指向矢分布计算模型和光在液晶中传播规律计算模型，优化设计了液晶光阀参数。

对Ｅ７液晶材料，选取沿面平行排列方式、５～１０°预倾角、液晶层厚度１０μｍ作为液晶光阀参数，模拟计算了该液晶光阀的电光特性。

测试了红外液晶光阀的红外输出光谱和输入灰度与等效温度的变化关系，结果表明，该液晶光阀的光谱输出特性和光学调制特性有益于红外场景仿真。

关键词：红外液晶光阀；仿真效果；光学调制特性中图分类号：ＴＮ２１４文献标识码：Ａ文章编号：１００７－２２７６（２００７）０４－０４７９－０５Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｄｅｓｉｇｎａｎｄｅｌｅｃｔｒｏ!ｏｐｔｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒＩＲＬＣＬＶＬＩＵＺｈｅｎｇ"ｙｕｎ１，２，ＪＩＮＷｅｉ"ｑｉ１，ＧＡＯＪｉａｏ"ｂｏ３（１．ＡｃａｄｅｍｙｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ；２．ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｒａｃｋｉｎｇａｎｄＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９４，Ｃｈｉｎａ；３．Ｘｉ′ａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ，Ｘｉ′ａｎ７１００６５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩＲＬＣＬＶｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｍｏｄｅｌｓｏｆｄｉｒｅｃｔｏｒｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎａｎｄｌｉｇｈｔｔｒａｎｓｆｅｒｉｎｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌ．ＡｎＩＲＬＣＬＶｗｉｔｈｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓ（Ｅ７ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌ，ｐａｒａｌｅｌｌａｒｒａｎｇｅ，ｐｒｅｔｉｌｔａｎｇｌｅ５～１０°，ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ１０μｍ）ｉｓｏｂｔａｉｎｅｄａｎｄｉｔｓｅｌｅｃｔｒｏ"ｏｐｔｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．ＴｈｅＩＲｏｕｔｐｕｔｓｐｅｃｔｒｕｍａｎｄｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｉｎｐｕｔｇｒａｙｗｉｔｈｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｉｏｎｉｓｔｅｓｔｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔＩＲｓｐｅｃｔｒｕｍｏｕｔｐｕｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｎｄｏｐｔｉｃａｌｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆＩＲＬＣＬＶｉｓｇｏｏｄｆｏｒＩＲｓｃｅｎｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＩＲＬＣＬＶ；Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔ；Ｏｐｔｉｃｓｍｏｄｕｌａｔｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ０引言红外场景仿真在红外系统性能测试与评估方面具有重要的应用，实现红外场景仿真有多种途径，其研究工作已有相关文献报道［１－２］。