本文關(guān)鍵詞：自適應(yīng)液晶微透鏡的研究

  更多相關(guān)文章： 自適應(yīng)液晶透鏡 模式控制 中心電極 藍(lán)相液晶

【摘要】：液晶透鏡(Liquid Crystal Lens, LCL是利用控制驅(qū)動(dòng)電壓實(shí)現(xiàn)液晶層梯度折射率分布的一種自適應(yīng)透鏡。與傳統(tǒng)的固體透鏡相比,液晶透鏡具有無(wú)需機(jī)械控制裝置、超薄、焦距可變等特點(diǎn)。液晶微透鏡(孔徑小于1mm)陣列在自適應(yīng)成像、3D顯示以及光學(xué)鑷子等便攜式光學(xué)器件方面有重要應(yīng)用背景。而大孔徑(大于lmm)液晶微透鏡在手機(jī)、個(gè)人投影機(jī)等光電子器件也有著廣泛的應(yīng)用。圓孔型液晶透鏡(Circular Hole Liquid Crystal Lens, CHLCL)在孔徑較小時(shí),具有良好的聚焦、成像特性,隨著孔徑的增大,其透鏡效果將變差,為此,本文研究了模式控制型液晶透鏡(Modal Control Liquid Crystal Lens, MCLCL)并提出了中心點(diǎn)引出型液晶透鏡(Modal Control Liquid Crystal Lens with Central electrode, CMCLCL)。本文在理論上對(duì)模式控制結(jié)構(gòu)液晶透鏡進(jìn)行模擬仿真,研究各參數(shù)對(duì)液晶透鏡的電勢(shì)分布和液晶分子指向矢分布的影響,優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。通過(guò)仿真發(fā)現(xiàn),外加電壓固定時(shí),模式控制型液晶透鏡的電勢(shì)分布和液晶分子指向矢分布取決于施加在透鏡上的電壓頻率、鍍制在圓孔上的高阻薄膜方阻和液晶電容三個(gè)參數(shù)的共同作用。當(dāng)這三個(gè)參數(shù)的乘積相同時(shí),圓孔表面的電勢(shì)分布和液晶分子指向矢分布相同。在模式控制型液晶透鏡中心點(diǎn)施加一個(gè)合適的中心電壓后,其電勢(shì)分布和相位差分布更接近于理想拋物線分布,相應(yīng)的液晶透鏡的透鏡效果也會(huì)變得更好。透鏡的圓孔半徑越大,此效果越明顯。在理論仿真結(jié)果指導(dǎo)下,進(jìn)行了液晶透鏡的工藝制備研究,實(shí)驗(yàn)上制備出不同孔徑、不同結(jié)構(gòu)的液晶透鏡。并搭建光學(xué)平臺(tái)系統(tǒng)對(duì)制備的液晶透鏡進(jìn)行光學(xué)性能測(cè)試,研究透鏡的成像、干涉環(huán)、焦距等光學(xué)性能,并對(duì)不同孔徑和不同結(jié)構(gòu)的液晶透鏡的光學(xué)性能進(jìn)行分析。本文制備了應(yīng)用于3D系統(tǒng)和2D/3D轉(zhuǎn)換,孔徑為229.2 um、最小焦距為1.194mm且焦距可調(diào)的液晶微透鏡陣列和孔徑在2mm-4mm的焦距可調(diào)且能良好成像的圓孔型液晶透鏡和模式控制型液晶透鏡。通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn),對(duì)于孔徑相同的圓孔型液晶透鏡和模式控制型液晶透鏡,后者的成像效果更好且最佳成像所需電壓值遠(yuǎn)小于前者。為研制響應(yīng)時(shí)間較快的液晶透鏡,本文初步研究了藍(lán)相液晶(Blue Phase Liquid Crystal, BPLC)透鏡。在研究藍(lán)相液晶器件基本原理的基礎(chǔ)上,制備了三種配比不同的藍(lán)相液晶,并用該材料制備藍(lán)相液晶透鏡,觀測(cè)其聚焦效果,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析,指出藍(lán)相液晶透鏡電壓高影響實(shí)用的問(wèn)題。
【關(guān)鍵詞】：自適應(yīng)液晶透鏡 模式控制 中心電極 藍(lán)相液晶
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TH74
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 引言8
• 1.2 圓孔狀電極液晶透鏡的發(fā)展歷程8-10
• 1.2.1 圓孔型液晶透鏡8-9
• 1.2.2 模式控制型液晶透鏡9
• 1.2.3 中心點(diǎn)引出型液晶透鏡9-10
• 1.3 自適應(yīng)液晶透鏡的應(yīng)用10-12
• 1.3.1 液晶透鏡在自適應(yīng)光學(xué)中的應(yīng)用10-11
• 1.3.2 液晶透鏡在光耦合中的應(yīng)用11-12
• 1.3.3 液晶透鏡在三維顯示中的應(yīng)用12
• 1.4 論文研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排12-14
• 第二章 模式控制型液晶透鏡的模擬仿真14-28
• 2.1 液晶透鏡圓孔表面的電壓分布仿真15-16
• 2.2 液晶分子指向矢的計(jì)算16-20
• 2.3 仿真結(jié)果與分析20-26
• 2.3.1 頻率對(duì)電勢(shì)和相位差分布的影響20-21
• 2.3.2 薄膜方阻對(duì)電勢(shì)分布的影響21-22
• 2.3.3 圓孔半徑對(duì)電勢(shì)分布的影響22-23
• 2.3.4 各參數(shù)對(duì)電勢(shì)分布的共同作用23-24
• 2.3.5 中心點(diǎn)引出型液晶透鏡的仿真24-26
• 2.4 仿真結(jié)果總結(jié)26-28
• 第三章 液晶透鏡的制備28-38
• 3.1 圓孔圖案的蝕刻工藝28-30
• 3.1.1 清洗ITO玻璃28-29
• 3.1.2 光刻干膜熱壓29-30
• 3.1.3 曝光顯影30
• 3.1.4 圖案刻蝕30
• 3.1.5 去除藍(lán)膜30
• 3.2 高阻薄膜的鍍制30-34
• 3.2.1 濺射功率對(duì)薄膜方阻和透過(guò)率的影響31-32
• 3.2.2 濺射時(shí)旬對(duì)薄膜方阻和透過(guò)率的影響32-33
• 3.2.3 濺射氣壓對(duì)薄膜方阻和透過(guò)率的影響33-34
• 3.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論34
• 3.3 液晶透鏡的封裝34-36
• 3.3.1 旋涂取向劑34
• 3.3.2 摩擦取向34-35
• 3.3.3 灌晶封盒35-36
• 3.4 總結(jié)36-38
• 第四章 液晶透鏡的光學(xué)測(cè)試及結(jié)果分析38-52
• 4.1 測(cè)試光路38-40
• 4.1.1 液晶透鏡成像性能和焦距的測(cè)試光路38
• 4.1.2 液晶透鏡的干涉環(huán)觀測(cè)光路38-39
• 4.1.3 透鏡陣列干涉環(huán)的測(cè)試方法39-40
• 4.2 液晶微透鏡陣列的測(cè)試40-41
• 4.3 圓孔型液晶透鏡和模式控制型液晶透鏡的光學(xué)測(cè)試41-48
• 4.3.1 圓孔型液晶透鏡的光學(xué)測(cè)試41-44
• 4.3.2 模式控制型液晶透鏡的成像測(cè)試44-47
• 4.3.3 圓孔型液晶透鏡和模式控制型液晶透鏡的測(cè)試總結(jié)47-48
• 4.4 中心點(diǎn)引出型液晶透鏡的光學(xué)成像測(cè)試48-52
• 第五章 聚合物穩(wěn)定藍(lán)相液晶的原理、制備及測(cè)試52-58
• 5.1 藍(lán)相液晶的原理52-55
• 5.1.1 藍(lán)相液晶的結(jié)構(gòu)模型52-53
• 5.1.2 克爾效應(yīng)53-54
• 5.1.3 中心引出藍(lán)相液晶透鏡結(jié)構(gòu)54-55
• 5.1.4 藍(lán)相液晶的優(yōu)勢(shì)55
• 5.2 PSBPLC的制備55-56
• 5.3 中心點(diǎn)引出藍(lán)相液晶透鏡的制備、測(cè)試及結(jié)果分析56-58
• 第六章 總結(jié)與展望58-60
• 6.1 總結(jié)58-59
• 6.2 展望59-60
• 致謝60-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 作者簡(jiǎn)介66

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 王新偉;魏杰;郭金寶;;可濕度響應(yīng)的氫鍵組裝藍(lán)相液晶網(wǎng)絡(luò)聚合物的研究[A];2014年兩岸三地高分子液晶態(tài)與超分子有序結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)研討會(huì)摘要集[C];2014年

2 楊槐;何萬(wàn)里;胡望;鹿島美紀(jì);張立培;;液晶性功能材料的分子設(shè)計(jì)、微結(jié)構(gòu)調(diào)控、制備及性能[A];2010年兩岸三地高分子液晶態(tài)與超分子有序結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)研討會(huì)（暨第十一次全國(guó)高分子液晶態(tài)與超分子有序結(jié)構(gòu)學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)）會(huì)議論文集[C];2010年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 整理 本報(bào)記者 陳炳欣;藍(lán)相液晶材料寬視角低能耗[N];中國(guó)電子報(bào);2013年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 諸戈;藍(lán)相液晶及其光子學(xué)器件研究[D];南京大學(xué);2014年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王新偉;藍(lán)相液晶的制備及響應(yīng)性研究[D];北京化工大學(xué);2015年

2 趙彥禮;藍(lán)相液晶顯示器電極結(jié)構(gòu)的優(yōu)化[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

3 李巖鋒;視角可控藍(lán)相液晶顯示器的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

4 李東平;自適應(yīng)液晶微透鏡的研究[D];東南大學(xué);2015年

5 鐘恩偉;藍(lán)相液晶材料的光電特性及其器件結(jié)構(gòu)研究[D];上海交通大學(xué);2013年

6 栗鵬;新型電極結(jié)構(gòu)的藍(lán)相液晶顯示器[D];河北工業(yè)大學(xué);2014年

7 倪水彬;聚合過(guò)程與摻雜對(duì)聚合物穩(wěn)定藍(lán)相液晶光電特性的影響研究[D];上海交通大學(xué);2014年

8 孫雄飛;液晶透鏡式2D/3D可轉(zhuǎn)換顯示器的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];上海交通大學(xué);2012年

9 任睦萍;穩(wěn)定劑對(duì)藍(lán)相液晶聚合物性能的影響[D];東北大學(xué);2011年

10 孫晴;基于液晶的非偏振依賴(lài)可調(diào)光學(xué)濾波器件研究[D];浙江師范大學(xué);2013年

，

本文編號(hào)：760958