光寻址及电寻址液晶光阀实验报告模板(知识学习)
BSO液晶光阀的设计与制作
电寻址液晶光阀实验
版本 B0(2007-03)
2
（一） 实验系统介绍
一、 实验概况
基于电寻址液晶光阀的光信息综合实验系统是利用液晶对光的调制特性而 发展出来的一套适用于大学本科生及研究生的物理实验系统，用于光电信息工程 专业、物理专业及相关专业的光学基础实验教学。其特点是实验内容新颖、技术 先进，有软件辅助实验，操作方便。
二、 实验装置介绍
本实验装置主要由高分辨率电寻址透射式液晶光阀、激光变换系统、CCD 显示系统和光强探测系统等构成。该液晶光阀的显示内容是直接由计算机控制， 可以实时地进行图像处理且方便实验操作。实验系统的具体结构如图 1 所示。
图 1 实验系统装置示意图
其中采用波长为 650nm 的半导体激光器；LCD 液晶屏对角线尺寸是 0.9 英 寸，分辨率是 1024*768，刷新频率是 60Hz；傅立叶透镜焦距是 300mm。
三、 软件说明
基于液晶屏的大学物理实验系统配套软件是基于 WINDOWS 操作系统的应 用软件。它能辅助本系统各个实验的操作，便于实验现象的实现和处理。
3.1 软件安装说明
a. 插入并运行光盘，打开“安装程序”，点击运行安装执行文件“setup.exe”， 屏幕上将出现准备安装画面。等待进入下一步：欢迎窗口。
b. 在该对话框中输入要测量的电压值，并确定。如上图所示： c. 全屏显示。 d. 用光强探测系统测得透射的光强强度。 e. 重复步骤 a 到 d，改变输入的电压值，测出液晶的电光响应曲线。 3.2.4 干涉和衍射 选择干涉和衍射菜单下的杨氏干涉，如下图所示：
版本 B0(2007-03)
11
在输入框中输入两小孔距离，即可得到相应的杨氏干涉图样。如选择默认 值，须放大得图样如下：
每次点击相应的菜单项或图标都将进行一次变换，而且每次变换的图像是当 前窗口中显示的图像，不是对原来的图像文件进行变换。如果要对原来的图像进 行操作，则需要先关闭该窗口，再显示原来的图像文件。
液晶电光效应实验报告文档
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。
液晶光开关实验报告(3篇)
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
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。
液晶光阀
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范本
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。
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实验报告
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
La —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。
(2) 利用液晶区域的这种非线性输入输出特性，可以实现图像的微分处理，获得图像的实时边缘增强，通过调整液晶光阀的驱动电压、驱动频率和入射偏振方向，能达到最佳的增强效果。
(3) 右光路中放置有λ/4波片，两图像在输出面上叠加时，相互间存在相位差，适当旋转λ/4波片，两图像在输出面叠加的结果，可以得到一个强度正比于输出图像之差的处理图像。
该图像重叠在强度恒定的背景上，
Lamp
物1
L 3
LCLV
PBS
L 2
L1
La
物2 λ/4
接收屏
姓名： 王加琪 学号： 3100102617 日期： 地点： 玉泉校区教三209-211
于是获得了图像实时相减的结果。
(4) 如果物1和物2是两个完全相同的图像，并且使两路光的放大倍率稍有差别，这时输出面上两图像大小不等，当作相减处理时，也能得到图像的轮廓，从而也可以获取光学图像的微分图像。
3．电寻址液晶光阀的电光效应曲线
电寻址液晶光阀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。
控制液晶像素电光效应的实际电压值，是由液晶光阀驱动以60Hz的频率矩阵式扫描两边的像元电极来决定的。
利用90o扭曲向列型液晶的液晶光阀与起偏器、检偏器一起组成一个空间光调制器。
改变起偏器和检偏器的偏振轴，可以得到不同的电光效应曲线。
通过改变所加的电压值，得到不同的输出光强，就得到液晶的电光效应曲线，即电压和输出光强的关系曲线。
三、实验内容
1．光寻址液晶光阀实验选用的是浙江大学生产的水平定向45°扭曲向列型液晶光阀，其分辨率为30线对/mm，以卤钨灯作为非相干光源。
使写入光为零，光阀所加电压频率1KHz，将光阀的驱动电压从0V增加到10V，在观察屏处，用光电探测器同时测量光强值。
对测量的数值进行处理，可以获得液晶光阀的工作曲线。
接着，将电压分别固定在最小光强和最大光强所对应的值处，将光阀的驱动频率从0.5KHz增加到1.5KHz，得到不同条件下的曲线，进行比较。
根据获得的液晶光阀的工作曲线，确定工作曲线上的光强的极大值对应的液晶光阀上的驱动电压的频率和幅值。
把光阀上的驱动电压设置为所获得的频率和幅值。
写入一图象，则在观察屏上得到该图象的反转。
2．激光器提供入射光，电寻址液晶光阀由驱动电路驱动，并与计算机相连，光探测器采用硅光电池以探测透过液晶的光强。
按照“光路调整步骤”部分的说明调好光路。
运行软件CGH.exe，点击程序界面电光效应菜单，输入不同的电压值V，间隔取0.5V或者更小，读取光探测器读数，记录下相应的光强，填入数据记录表格。
比较各电光效应曲线的不同。
3．计算全息光学实验。
透射型电寻址液晶光阀与计算机视频输出联接，接受其调制信号。
计算机输出全息图的电信号到液晶光阀上，由驱动电路驱动的LCD根据寻址电信号改变其每一个液晶像素的透过率，从而把电信号转换成空间的光强分布。
激光器出射的光束照射记录着全息条纹的液晶光阀，全息条纹将入射的激光向特定的方向衍射，衍射光线经过傅里叶变换透镜会聚形成物体的像。
4．傅立叶变换性质及全息性质的验证。
根据“光路调整步骤”调好光路。
验证傅立叶缩放定理、旋转定理。
观察互补全息图再现、全息图裁减，验证卷积定理。
四、实验结果记录、数据处理分析
倍率*1000 90°反像边缘加强
0.0 0.15 0.15 0.25
0.5 0.15 0.18 0.24
1.0 0.15 0.19 0.23
1.5 0.16 0.20 0.22
2.0 0.17 0.21 0.21
2.5 0.18 0.21 0.19
3.0 0.18 0.22 0.18
3.5 0.19 0.22 0.16
4.0 0.20 0.23 0.14
4.5 0.20 0.23 0.14
5.0 0.20 0.23 0.14
经过傅里叶变换和傅里叶反变换后在显示屏上看到输入的“CGH”字样，对比度明显降低
变光强
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 25.4 20.2 11.5 12.3 24.9 34.4 30.2 18.4 11.4 10.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 12.8 15.2 15.4 13.3 11.3 10.4 11.1 12.9 15.0 17.0
变频率
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
12.0 5.6 6.7 28.5 32.1 32.7
1.4 1.6 1.8
2.0 2.2 2.4
31.4 28.8 25.6 22.0 18.4 14.8
五、思考题
1. 液晶光阀如何实现光调制？对液晶光阀的两个玻璃基片的夹角有何要求？
通过输入电压改变输入光的输出相位从而实现光调制，两玻璃基片应保持平行。
2. 设计一个用两个液晶光阀实现两图实时相减的实验光路，并说明其工作原理。
要得到理想的相减图像，对液晶光阀有什么特殊的要求？
3. 除了傅立叶变换计算全息图，还有什么其他变换类型全息图。
4. 再现像的大小跟哪些因素有关？。