光寻址及电寻址液晶光阀实验报告模板(知识学习)

2020液晶电光效应实验报告文档Contract Template液晶电光效应实验报告文档前言语料：温馨提醒，报告一般是指适用于下级向上级机关汇报工作，反映情况，答复上级机关的询问。

按性质的不同，报告可划分为：综合报告和专题报告；按行文的直接目的不同，可将报告划分为：呈报性报告和呈转性报告。

体会指的是接触一件事、一篇文章、或者其他什么东西之后，对你接触的事物产生的一些内心的想法和自己的理解本文内容如下：【下载该文档后使用Word打开】【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。

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。

液晶光电实验报告一、实验目的1、了解液晶的基本特性和工作原理。

2、掌握液晶光阀的工作原理和应用。

3、学会使用相关仪器测量液晶的电光特性参数。

二、实验原理1、液晶的特性液晶是一种介于液体和晶体之间的物质状态，具有独特的光学、电学和力学性质。

液晶分子通常呈长棒状或扁平状，具有一定的取向性。

在不同的电场作用下，液晶分子的取向会发生改变，从而导致液晶的光学性质发生变化。

2、液晶光阀的工作原理液晶光阀是一种基于液晶电光效应的器件。

当在液晶光阀上施加电压时，液晶分子的取向发生变化，从而改变了光通过液晶光阀的透过率。

通过控制施加在液晶光阀上的电压，可以实现对光的强度、相位和偏振等特性的调制。

3、液晶的电光特性液晶的电光特性通常用透过率电压曲线（TV 曲线）来描述。

在一定的波长下，测量不同电压下液晶光阀的透过率，即可得到 TV 曲线。

TV 曲线可以反映液晶的阈值电压、饱和电压和对比度等重要参数。

三、实验仪器1、液晶电光特性综合实验仪2、半导体激光器3、光电探测器4、数字示波器5、计算机四、实验内容与步骤1、实验装置的连接将半导体激光器、液晶光阀、光电探测器、数字示波器和计算机按照实验仪器的说明书进行正确连接。

2、测量液晶的阈值电压（1）打开半导体激光器和实验仪的电源，调节激光的强度和光路，使激光能够垂直入射到液晶光阀上。

（2）从 0 开始逐渐增加施加在液晶光阀上的电压，同时用光电探测器测量透过液晶光阀的光强，并将光强信号输入到数字示波器中进行显示。

（3）观察示波器上的光强信号，当光强开始发生明显变化时，对应的电压即为液晶的阈值电压。

3、测量液晶的饱和电压（1）继续增加施加在液晶光阀上的电压，直到透过液晶光阀的光强不再发生明显变化，此时对应的电压即为液晶的饱和电压。

4、测量液晶的对比度（1）在阈值电压和饱和电压之间选择几个不同的电压值，分别测量对应的透过光强。

（2）根据测量得到的光强数据，计算液晶的对比度。

5、观察液晶的电光响应时间（1）给液晶光阀施加一个方波电压信号，用数字示波器观察透过光强的变化情况。

光寻址液晶光阀特性研究●实验目的：1.加深对液晶的电光效应的理解。

2.掌握利用LCD液晶光阀的响应曲线进行图像反转和图像边缘增强的工作原理及方法。

●实验原理：1. 偏振分光棱镜的的工作原理如右图1所示，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, 图1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(经过镀膜后使投射光中没有ｓ分量),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.2. 液晶光阀液晶光阀分为投射式的液晶光阀和反射式的液晶光阀；本实验中使用的是反射式的液晶光阀，先解释几个名词⑴液晶：液晶的分子为有机分子，大多为棒状，即它的长度尺寸为直径尺寸的 5 倍以上。

由于分子结构的这种对称性，使得分子集合体在没有外界干扰的情况下形成分子相互平行排列，以使系统自由能最小。

但是，液晶具有液体的流动性，不可能脱离固体容器的盛载，但固体容器表面往往给液晶带来干扰，破坏液晶整体一致的排列性，而变成一微米至数十微米取向不同的小畴。

所以在制作液晶器件时，一定要在基板上附上液晶取向膜，以保持液晶整体的排列。

⑵取向膜：液晶器件的玻璃基板最表层上都要有一层取向膜，其作用是使液晶沿预定方向取向。

这一层膜虽薄，约在 50 ～ 150 纳米之间，但却是液晶器件的关键部分。

液晶内部的取向通常服从表面的取向，如果不服从就会产生畸变，使体系能量增高。

所以研究表面取向成为研究液晶器件的最重要部分⑶方向矢：液晶器件的玻璃基板最表层上的取向膜的方向液晶光阀中的关键部分就是液晶,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。

液晶光阀实验报告液晶光阀实验报告引言：液晶光阀是一种广泛应用于光学技术领域的装置，它通过控制液晶分子的排列来调节光的透过程度。

本次实验旨在探究液晶光阀的工作原理以及其在光学领域的应用。

一、实验目的：通过实验，了解液晶光阀的工作原理，掌握其基本操作方法，并研究其在光学领域的应用。

二、实验原理：液晶光阀的工作原理基于液晶分子的排列变化。

液晶分子具有两种排列状态：平行排列和垂直排列。

当液晶分子平行排列时，光可以透过液晶层，而当液晶分子垂直排列时，光会被液晶层完全阻挡。

液晶光阀由液晶层、电极和控制电路组成。

控制电路通过施加电压来改变液晶分子的排列状态，从而控制光的透过程度。

当电压施加在液晶层上时，液晶分子会发生形变，从而改变光的透过程度。

三、实验步骤：1. 准备实验所需材料：液晶光阀、电源、光源、光探测器等。

2. 将液晶光阀连接至电源和光源，并进行初始化设置。

3. 调节电源的电压，观察液晶光阀的光透过程度的变化。

4. 使用光探测器测量透过液晶光阀的光强度，并记录数据。

5. 改变电压的大小，重复步骤3和4，以获得更多数据。

6. 分析数据，绘制光强度与电压之间的关系曲线。

四、实验结果与分析：在实验中，我们通过改变液晶光阀的电压，观察到了光透过程度的变化。

随着电压的增加，液晶分子发生形变，从而使光的透过程度减小。

当电压达到一定值时，液晶分子会完全垂直排列，此时光被完全阻挡。

通过测量光强度与电压之间的关系，我们可以得到一条曲线。

该曲线呈现出光强度随电压增加而减小的趋势。

这说明液晶光阀的工作原理与我们的预期相符。

五、实验应用：液晶光阀在光学领域有着广泛的应用。

其中一个重要的应用是光电显示技术。

液晶光阀可以通过控制液晶分子的排列来调节显示屏的亮度和对比度。

这使得液晶显示屏成为了现代电子产品中最常见的显示技术之一。

此外，液晶光阀还可以用于光学仪器中的光调制。

通过改变液晶光阀的电压，可以实现对光信号的调制和控制。

这在通信领域中具有重要的应用价值。

液晶电光效应实验报告Record the situation and lessons learned, find out the existing problems andform future countermeasures.姓名：___________________单位：___________________时间：___________________编号：FS-DY-20329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。

光寻址液晶光阀特性研究07级物理三班闫寒 PB07203145实验内容：1.按照要求调节并检验光路.2.驱动电压为零,写入光为零时,找到光强最小时的取向角,并绘出取向角ψ与输出光强的关系曲线.输出光强由电流表的读数定义. 定义：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.取光强分别为全暗、全明、中间值,它们分别对应图片中的不透光部分、透光部分、边缘部分,分别测出在f=1kHz的情况下驱动电压和输出光强曲.①.写入光为零,测量LCLV输出光强与驱动电压的关系.②.写入光全明（白色照明灯压为8.64伏）,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）,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并分析.将实验现象加以描述并解释.4.观察并记录实验现象；具体要点是：出现正像、反转像、边缘增强像（边缘像亮其他为暗背景,边缘像暗其他为背景）的次数,正像、反转像、边缘增强像所对应的电压的范围、取向角大小等各种参数值.注意事项：1.调节输出电压和电流表读数时,要定示数稳定后再读数,否则会使误差增大.2.观察图像时,电压调节一定要缓慢,因为有可能在很小的电压范围内出现很多现象.3.本次实验要调节缓慢,必须有耐心.4.本次实验室相干光实验,只要光路中有尘埃,划痕或油污,就会发生衍射,使得到的光线不均匀.所以要正确使用光学元件,不要用手接触镜头,光学器件光滑表面等.数据处理:1.取向角与输出光强的关系:有实验测得,输出光强最低点对应的 为332.5°,取该角度为零后,测量数据如下:绘出曲线图如下:051015202530L i g h t s t r e n g t h /10-6A可以看出,该曲线大概成一正弦曲线的形状,符合理论上的结论. 2. LVLC 输出光强与驱动电压的关系 在频率为1kHz 的情况下,测得数据如下: (1)写入光为暗时的情况:绘出曲线图如下:0510152025303540voltage/vL i g h t s t r e n g t h /10-6A(2)写入光为亮时的情况:绘出曲线图如下:246851015202530L i g h t s t r e n g t h /10-6Avoltage/v(3)写入光为半亮时的情况:绘出曲线图如下:51015202530L i g h t s t r e n g t h /10-6Avoltage/v(4)三种情况综合考虑:0510152025303540voltage/vL i g h t s t r e n g t h /10-6A结论:由绘出的图线可以看到:1) 有无写入光对曲线的形状影响很大.2) 写入光全明的曲线更加趋于平坦,随着写入光光强的减小,曲线起伏加大,向无写入光的曲线形状靠拢.3) 写入光对应曲线的极大值点和极小值点分别对应下一步操作的正像和反转像.3. 观察正像,反转像及边缘增强现象:取 为40°将驱动电压从0V 逐渐调大的过程中,现象如下表:结论:1.以上的电压范围并不是准确值,由于实验现象中图像变化是一个连续的过程,没有明显的分界线.2.一共出现三次反转像,三次正像(其中第三次不是十分清晰),与第二步中的结论项符合.误差分析1.读数误差:在测量过程中,由于电表示数不稳定,造成读数不够精确.2.在有些范围内测量数据不够密集,而读数变化很大,因而造成曲线图的精确性并不高.3.激光是高度相干光,光学器件上的污渍尘埃等会对光学现象造成影响.4.外界光源的影响虽然比较小,但仍然存在.实验总结本次实验研究了液晶光阀的一些特性,通过测量不同写入光强下LCLV输出光强与驱动电压的关系,以及在实验过程中对光学现象的观察,对液晶光阀的工作原理以及性质有了初步的认识.思考题：1.液晶光阀的驱动电压用的是交流电,能用直流电吗?说出原因. 不能用直流电,因为长时间的电压作用会改变液晶分子原有的自由形态,是液晶受损.使用交流电,可是液晶光阀在平均电压为零的条件下工作,延长使用寿命.2.本实验使用的是光寻址液晶光阀,你知道电寻址液晶光阀有哪些应用?举一、二例说明.电寻址液晶光阀与光寻址液晶光阀的不同之处在于它由电来调制.因此,在大屏幕的投影显示,光电混合图像处理上有很好的应用.。

液晶电光效应实验报告.doc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°。

实验2－15 液晶光阀（教师用书）一.实验的目的意义和要求液晶光阀是当前飞速发展的光电子学中一种重要的空间光调制器，它已在大屏幕投影显示、相干光实时处理系统及红外导弹跟踪模拟等领域获得广泛应用，是正在发展的高新技术基本元件之一，前景广阔。

本实验内容涉及液晶的光学性质、各种偏振光及其转换、光电导材料的特性、偏振分光棱镜的作用、物理思想丰富、物理图像清晰，概念简明易懂。

要求学生通过该实验能了解和掌握上述有关知识，进一步掌握液晶光阀利用液晶的光学特性而制作的空间光调制器的工作原理二. 参考书籍与材料(一)必须阅读的参考书籍与材料1. 章志鸣，沈元华，陈惠芬. 光学（第二版）.北京：高等教育出版社. 2000. P.154-156, P.307-3092. 沈元华，陆申龙.基础物理实验.北京：高等教育出版社.2003.（二）建议阅读的参考书籍与材料1.宋菲君，Jutamulia S.近代光学信息处理﹝M﹞.北京：北京大学出版社，1998.2.沈元华,马秀芳等.小课题实验---液晶光阀的特性及应用﹝A﹞.面向21世纪实验物理教学展望及教学改革经验交流会议论文集﹝C﹞.天津，19983.陈波等. 介绍一个现代化的普物实验——液晶光阀. 大学物理, 1999, 18 (12 ): 31~334.甘巧强等. 液晶光阀图像输出特性的深入研究. 物理实验, 2002, 22(10):45～48（见附件）5.孙萍，杨文等.液晶光阀实时图象变换﹝J﹞.物理实验，2002，22（11）：10~136.徐平，梁家辉.液晶光阀用于光学傅里叶变换﹝J﹞.物理实验，2002，（12）：8~11三．实验前应回答的问题(一)有关激光光源的问题1．实验中所用的氦氖激光器有什么特点？是否可用一般的激光器取代它？为什么？答：实验中所用的氦氖激光器带有布儒斯特窗，因此它输出的激光是线偏振光。

而一般氦氖激光器所输出激光的偏振态是随机的，所以不能用以取代。

电寻址液晶光阀的光信息综合实验液晶光阀（Liquid Crystal Light Valve）简称(LCLV)，它是二十世纪七十年代发展起来的，被广泛地应用在光信息处理、空间光调制、大屏幕投影显示、光计算、自动目标识别、非相干图象与相干图象的转化等方面。

1888年，奥地利科学家赖因策（F.Reinitzer）在布拉格植物生理研究所做实验时，发现他加热的化合物熔化后先变成了白浊液体，并且闪现某些颜色，继续加热后变成透明液体。

于是他又对化合物进行降温后，重复实验，依然看到上述现象。

赖因策没有像其他人那样将这种特有的现象简单看作是材料不纯造成的，而是更精心地制备材料，对颜色的起因进行探究。

1888年3月14日，赖因策将样品寄给德国的年轻结晶学家雷曼（O.Lehmann），并附上一封长信。

雷曼经过系统研究，发现有许多有机化合物都具有同样的性质，这些化合物在混浊状态，其力学性质与液体相似，具有流动性，而其光学性质与晶体相似，具有各向异性，故取名为液晶（liquid crystal）。

当液晶分子有序排列时会表现出光学各向异性。

液晶屏就是利用液晶对光的调制特性而制作的空间光调制器。

由于这种调制器是电寻址的，便于通过计算机来控制信号的输入和输出，也能用于光学信息处理，如计算全息等。

本实验系统是从实验现象中认识信息光学中广泛使用的空间光调制器，即液晶光阀的工作原理，加深对全息尤其是计算全息基本概念和基本性质的理解，为今后更深入的学习相关知识奠定基础。

实验分为几个独立的部分，分别就实验目的、实验原理、实验步骤加以阐述。

实验一液晶的电光效应一、实验目的1.加深对液晶的电光效应的理解。

2.掌握利用LCD液晶光阀的响应曲线进行图像反转和图像边缘增强的工作原理及方法。

二、实验原理1. 液晶光阀的工作原理液晶是一种有机高分子化合物，既有晶体的取向特性，又有液体的流动性。

当液晶分子有序排列时表现出光学各向异性：光矢量沿分子长轴方向时具有较大的非常光折射率n e；而垂直分子长轴方向为寻常光折射率n o（针对P型液晶材料）。

姓名：王加琪学号：3100102617实验报告日期：地点：玉泉校区教三209-211课程名称：光信息综合实验课程代码：11120090 学年：2013-2014 学期：秋冬指导老师：林远芳实验名称：光寻址及电寻址液晶光阀实验实验类型：综合型成绩：___ ____一、实验目的1、了解光寻址及电寻址液晶光阀的工作原理和使用方法；加深对液晶的电光效应的理解。

2、掌握采用光寻址液晶光阀实现非相干光——相干光图像转换和图像反转的工作原理和方法。

3、掌握应用光寻址液晶光阀进行光学图像实时相减和实时微分的方法，加深对光学图像实时处理的理解。

4、掌握利用电寻址液晶光阀的响应曲线进行图像反转和图像边缘增强的工作原理及方法。

5、了解全息原理和计算全息的特性并学会进行全息图的光学再现。

二、实验原理1. 光寻址液晶光阀的工作曲线(1) 按照液晶光阀的工作原理，也可以从电学特性的角度考虑，将液晶层、介质高反膜、光阻隔层和光导层都相应地看作电阻和电容的组合，从而得出结论：LCLV 不能在直流状态下工作，也不能在高频状态下工作，对于一个特定的光阀而言，存在一个最佳工作点。

(2) 实验表明，液晶光阀的读出光与写入光，即输出光强与输入光强有关，在一定的输入光强范围内，输出光强与输入光强呈线性关系。

(3) 称无写入光时液晶光阀的输出光强与液晶光阀上所加的驱动电压的关系曲线为液晶光阀的工作曲线，该曲线存在多峰，输出光强在驱动电压取得某些值时出现极小值；而取另外一些值时，输出光强出现极大值。

极小值处为正像工作点，极大值处为负像工作点，在做图像反转实验时。

为了使正负图像对比度最好，可以选取极大值、极小值处为图像反转实验的工作点。

2. 光学图像的实时微分、相减原理物2 物1λ/4 LCLVPBS L3L2LaL1接收屏LampLa—He-Ne 激光器，L1—扩束镜，L2—准直透镜，PBS—偏振分光棱镜LCLV —液晶光阀，L3－成像透镜，物—图象透明片，S—观测屏，Lamp—卤钨灯(1) 通常液晶光阀的读出光强与输入光强不是单值对应的。

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。

实 验 报 告007系06级 姓名：PB06007131 叶煜东 日期：08.3.21 №：10实验题目：电寻址液晶光阀的光信息综合实验实验目的：从实验现象中认识信息光学中广泛使用的空间光调制器，即液晶光阀的工作原理，加深对全息尤其是计算全息基本概念和基本性质的理解，为今后更深入的学习相关知识奠定基础。

实验内容：（以下按具体实验分开论述）一 液晶的电光效应 1.1、实验目的：1.加深对液晶的电光效应的理解。

2.掌握利用LCD 液晶光阀的响应曲线进行图像反转和图像边缘增强的工作原理及方法。

1.2、实验原理：1. 液晶光阀的工作原理 ：液晶是一种有机高分子化合物，既有晶体的取向特性，又有液体的流动性。

当液晶分子有序排列时表现出光学各向异性：光矢量沿分子长轴方向时具有较大的非常光折射率n e ；而垂直分子长轴方向为寻常光折射率n o （针对P 型液晶材料）。

把两块玻璃合在一起，中间用一定厚度的间隔层控制玻璃间的距离，再在间隔中充满液晶，便形成一液晶盒。

液晶盒玻璃内表面经一定方法处理之后，可以使盒中的液晶分子长轴沿一定方向排列。

此时液晶盒和一块用晶体做成的相位器相仿，晶轴方向即为分子长轴方向。

若在组成液晶盒的两玻璃间加一定电压，盒里的液晶分子在电场的作用下会沿着电场方向排列，即光轴方向沿着电场方向偏转一个角度θ，θ是所加电压V 的函数。

由此实现了电场控制的双折射效应的变化，沿光传播方向的折射系数n o 和n e 发生变化，有关系式 :)()(sin )()(cos )(122222θθθθθo e e n n n +=（1-1） 液晶光阀正是利用此特点制作的器件。

图1所示液晶光阀（LCTV ）是利用液晶混合场效应制成的一种透射式电寻址空间光调制器。

它是一个由多层薄膜材料组成的夹层结构。

在两片玻璃衬底1和8的里面是两层氧化物制成的透明电极2和7。

低压电源E （一般取电压值在0～5V ）就接在透明电极上。

液晶层5的两边是液晶分子取向膜层3和6，两取向层的方向互相垂直，起到液晶分子定向和保护液晶层的作用。

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。