扭曲向列液晶空間光調制器的波面變換特性及其應用.pdf

1、　　液晶空間光調制器(LCSLM)作為可編程衍射光學元件，以及用于實時顯示計算全息圖建立動態(tài)波前變換系統(tǒng)，在精密測量、三維成像、顯微、光學微操縱和微加工、原子光學、量子信息等研究領域具有廣闊的應用前景。本論文正是以此為出發(fā)點，重點研究了扭曲向列液晶空間光調制器(TN-LCSLM)的波前變換特性及其應用，為這一動態(tài)波前變換技術在光學微操縱、軟物質自組織過程的控制等領域的應用提供了理論和實驗基礎。主要研究內容概括如下：一.從扭曲向列液晶材料

2、的光學特性出發(fā)，研究了TN-LCSLM的調制機理；應用瓊斯矩陣理論，詳細分析了偏振光在扭曲向列液晶盒(TN-LCC)中的傳播過程，理論推導了TN-LCSLM的復振幅調制特性；把TN-LCC等價為一個旋轉器和波片系統(tǒng)，研究了使入射線偏振光保持為線偏振光出射的條件。二.實驗測定了扭曲向列液晶板LCX029的扭曲角，固有雙折射參量和輸入面指向矢取向等物理參量；用共路剪切干涉法測定了各種輸入輸出偏振器取向配置情況下TN-LCSLM的輸出復振幅與

3、控制信號灰度值的定量關系，給出了TN-LCSLM的強度和相位調制幅度的三維描述；根據(jù)輸出復振幅與控制信號灰度值的定量關系，研究了TN-LCSLM的最佳振幅調制狀態(tài)，最佳位相調制狀態(tài)，最佳衍射效率和最佳信噪比調制狀態(tài)對應的偏振器取向配置。三.把基于TN-LCSLM的動態(tài)波前變換系統(tǒng)看作一個相干光學成像系統(tǒng)，分析并推導了該系統(tǒng)的點擴展函數(shù)，進而研究了LCSLM像素結構所引起的固有切趾和展寬效應。通過計算機模擬考察了LCSLM開口率和衍射距離