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《自適應(yīng)電控液晶微透鏡及透鏡陣列》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要自適應(yīng)電控液晶透鏡及其陣列作為一種靈巧光學(xué)器件，具有體積小、重量輕、功能強(qiáng)、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，其焦距等光學(xué)參量由所施加的電壓控制，調(diào)節(jié)方便。因其良好的電控光學(xué)特性，在自適應(yīng)光學(xué)、高性能成像探測、光通信、光互聯(lián)以及光束整形等領(lǐng)域，具有廣泛的應(yīng)用前景。本文第一章簡述了課題背景。第二章介紹了液晶材料特性，詳細(xì)分析了向列相液晶的指向矢、介電各向異性、彈性自由能密度以及電光效應(yīng)等物理性質(zhì)。在第三章中，根據(jù)向列相液晶的物理特征，提出了單元和陣列液晶微透鏡結(jié)構(gòu)并確定了器件參數(shù)范圍。以電磁場理論為基礎(chǔ)，利用拉普拉斯差分迭代法，對器件所要求的電場分布進(jìn)行了計(jì)算并圖形顯示。仿真結(jié)果與預(yù)期效果相符，為器件制作
2、提供了依據(jù)。在第四章中，介紹了制作器件的工藝流程。首先，利用L-edit軟件，設(shè)計(jì)了用于制作器件電極的光刻版圖；然后通過光刻、顯影、濕法刻蝕等制作了電極結(jié)構(gòu)；通過涂布聚酰亞胺、PI固化以及摩擦等，制作了液晶的定向?qū)咏Y(jié)構(gòu)；最后，經(jīng)制作液晶結(jié)構(gòu)的隔離介質(zhì)、加注液晶、器件封裝等，獲得了單元及陣列液晶微透鏡。通過實(shí)驗(yàn)，建立一整套制作器件的工藝流程，確定了關(guān)鍵性的工藝參數(shù)。在第五章中，設(shè)計(jì)并構(gòu)建了測試器件的電/光性能指標(biāo)的測試光路，對器件的光焦斑尺寸，焦距隨電壓的變化以及在單色光照射下的干涉情況等進(jìn)行了測試。結(jié)果表明，液晶器件的電控響應(yīng)時間，焦斑尺寸，焦深等性能指標(biāo)都達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。最后，對全文工作進(jìn)
3、行了總結(jié)，對后續(xù)工作提出了展望和建議。關(guān)鍵詞：向列相液晶，仿真，液晶透鏡，液晶結(jié)構(gòu)定向，常規(guī)光學(xué)性能測試IAbstractElectricallycontrolledliquidcrystal(LC)lensandlensarray,asakindofsmartadaptiveopticaldevice,haveseveralparticularcharacteristics,forinstance,smallsize,lightweight,highperformance,andfastresponse,andsoon.Theirfocallengthandotheropticalpara
4、meterscanbemodulatedconvenientlybyapplyingvoltagewithvariableRMSvalue.Becauseofthebestelectricallycontrollableopticalperformance,itcanbewidelyusedinmanyapplicationfieldssuchasadaptiveoptics,high-performanceimagingdetection,opticalcommunications,opticalinterconnects,beamshaping,etc.Thechapter1introd
5、ucedthebackgroundoftheproject.Thechapter2presentedtheLCmaterialproperties,andgaveacarefulanalysisofthephysicalpropertiesofnematicLCincludingLCdirector,dielectricanisotropy,elasticfreeenergydensity,andelectro-opticaleffects.Inchapter3,thestructuresofasingleLClensandlensarraywereproposedaccordingtoth
6、ephysicalpropertiesofthenematicLCandneededdevicestructure,andthustheparametersofthedeviceweredetermined.Basedontheelectromagneticfieldtheory,theelectricfielddistributionrequiredwascalculatedbythemethodofLaPlacedifferenceiterative,andtheresultswereshowningraphics.Thesimulationwasincommonwiththeexpec
7、tationsoastoprovideabasisfordevicedesigningandfabrication.Inchapter4,thefabricationprocessesofthedevicewereintroduced.Firstly,thephotomaskforfabricatingthecontrollingelectrodeoveronesideofthedevicewasdesign
