铁电空间光调制器的响应时间
铁电体的第一性原理研究进展PPT课件
国内外研究现状
Cohen首次采用第一性原理计算BaTIO3和PbTIO3的电子密度,表明Ti的3d电子 和O的2P电子波函数有显著的交叠,而且铁电情况下的交叠比顺电情况更强, 进而得出结论:对于ABO3结构的钙钦矿型铁电体,B离子的d电子与氧离子的 2p电子之间存在比较强的轨道杂化,这种轨道杂化抑制了短程排斥力从而使 铁电性得以稳定。
4.集成铁电体的研究(铁电薄膜与半导体集成)：
由于铁电存储器的诸多优点,近几年来人们对铁电薄膜与半导体集成投入了大量的研究。 铁电薄膜的极化具备两个不同的稳定状态(剩余极化强度士Pr),可分别作为信息存储的“0‘’ 和,‘l”代码。早在50年代人们就开始作了这方面的研究。当时存在的问题主要为:块材要求 电压很高,不能满足应用的要求;电滞回线的矩形度差,易发生读写错误;疲劳特性很差。80年 代以来,由于铁电薄膜制备技术的改进,新的铁电材料及电极材料的出现,铁电存储器又重新 活跃起来。
2．Gaussian98程序包。Gaussian98程序包中包含许多种计算方法，包括半经验及第一性 原理计算方法等。它是一个功能全面的计算程序包。它的主要处理对象是有机大分子体系， 计算时主要对单一大分子体系的各种性质进行计算。能给出有机分子的振动模式及反应过 程的信息。它的缺点是对含有重金属原子体系的计算几乎无法进行。
研究热点
尺寸效应和表面界面效应
金属或半导体电极间的铁电薄膜 铁电聚合物和复合材料的研究
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
17
谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
铁电光伏效应
铁电光伏效应介绍铁电光伏效应是指在某些铁电材料中，当受到光照时能够产生电荷分离和电压产生的现象。
这一效应被广泛研究，并被认为具有潜力成为新一代光伏材料。
本文将对铁电光伏效应进行全面、详细、完整且深入地探讨。
铁电材料铁电材料是具有铁电性质的材料。
铁电性是一种特殊的电性，在外电场作用下会发生自发极化。
常见的铁电材料有铁电陶瓷和铁电薄膜。
铁电材料具有独特的晶体结构，其中的铁电畴能够发生有序的反转。
光伏效应光伏效应是指在某些材料中，当受到光照时，能够将光能转化为电能的现象。
这一效应广泛应用于太阳能电池领域。
光伏效应的实现主要依靠半导体材料中的光生电荷分离和漂移。
铁电光伏效应原理铁电光伏效应的实现依靠铁电材料中的光生电荷分离和电场调控。
其原理如下：1.光生电荷分离：当铁电材料受到光照时，光子的能量被吸收，导致材料内部的电子-空穴对被激发出来。
这些电子-空穴对可以通过光生电荷分离机制，将光能转化为电能。
2.电场调控：铁电材料具有自发极化现象。
当受到外电场的作用时，铁电材料的铁电畴会发生有序的反转，导致产生电压。
因此，通过调控外电场，可以进一步增强铁电光伏效应。
铁电光伏材料的研究进展铁电光伏效应在能源领域具有重要的应用前景，因此受到广泛关注。
近年来，许多研究人员致力于寻找具有较高铁电光伏效应的材料，并进行相关研究。
以下是一些铁电光伏材料的研究进展：1.铁电陶瓷：铁电陶瓷是最常见的铁电光伏材料之一。
目前，研究人员已经成功开发出多种具有较高铁电光伏效应的铁电陶瓷材料，如铜钛矿结构的铁电陶瓷。
2.铁电薄膜：铁电薄膜是另一种被广泛研究的铁电光伏材料。
研究人员通过薄膜技术制备出具有铁电性质的薄膜材料，如钙钛矿结构的铁电薄膜。
这些薄膜材料具有优异的光伏性能，有望应用于光伏装置中。
3.多铁材料：多铁材料是一类同时具有铁电性和铁磁性的材料。
这些材料具有更为丰富的物理性质，通过调控外电场和外磁场，可以实现电、磁、光等多种功能，因此在铁电光伏领域也受到重视。
铁电向列相液晶的光响应能力
第 38 卷第 7 期2023 年 7 月Vol.38 No.7Jul. 2023液晶与显示Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays铁电向列相液晶的光响应能力林卓昂1，项颖1*，李佼洋2，蔡志岗2*，张文慧1，郝禄国1（1.广东工业大学信息工程学院，广东广州 510006；2.中山大学物理学院，广东广州 510275）摘要：以有机分子RM734为代表的液晶体系是一种具有铁电特性的向列相液晶。
为了探究其光刺激响应能力，本文对该液晶分子进行了紫外-可见吸收光谱测量以及UV光照实验。
结果表明，当处于低温铁电向列相时，液晶分子在357 nm 处有吸收峰，峰值吸光度高达1.74。
光照实验现象说明其在365 nm波段的UV光诱导下进行光降解反应的同时能够发生等温相变，从低温铁电向列相相变为高温传统向列相，这种相变行为是可重复的。
进一步实验结果显示，改变入射线偏振光的偏振方向或者光强大小能够调控相变速度。
具有光响应能力的铁电向列相液晶一定程度上具有可控性，这扩宽了铁电液晶的应用范围，为其光学器件的应用提供了新思路。
关键词：液晶；铁电特性；吸收光谱；等温相变；偏振方向中图分类号：O753+.2 文献标识码：A doi：10.37188/CJLCD.2023-0018Optical response of ferroelectric nematic liquid crystalsLIN Zhuo-ang1，XIANG Ying1*，LI Jiao-yang2，CAI Zhi-gang2*，ZHANG Wen-hui1，HAO Lu-guo1（1.School of Information Engineering， Guangdong University of Technology， Guangzhou 510006， China；2.School of Physics， Sun Yat-Sen University， Guangzhou 510275， China）Abstract： The liquid crystal system represented by the organic molecule RM734 is a nematic liquid crystal with ferroelectric properties. In order to explore its response to light stimulation， the UV-visible absorption spectrum measurement and UV illumination experiment were carried out on the liquid crystal molecule. The results show that when the liquid crystal molecule is in the low temperature ferroelectric nematic phase，there is an absorption peak at 357 nm， and the peak absorbance is up to 1.74. The experimental phenomenon of illumination shows that it can undergo isothermal phase transformation when conducting photodegradation reaction under the UV light induction of 365 nm wave band， from low temperature ferroelectric nematic phase to high temperature traditional nematic phase， and this phase transformation behavior is repeatable. Further experimental results show that changing the polarization direction or intensity of the incoming polarized light can control the phase transition speed.In general，ferroelectric nematic liquid crystals with optical 文章编号：1007-2780（2023）07-0862-08收稿日期：2023-01-16；修订日期：2023-03-10.基金项目：国家自然科学基金（No.11774070）；广东省自然科学基金（No.2022A1515010777）；广东省科技计划项目（No.2022A0505050072）；广东省重点领域研发计划项目（No.2020B0404030003）Supported by National Natural Science Foundation of China （No.11774070）； Natural Science Founda‑tion of Guangdong Province （No.2022A1515010777）； Science and Technology Planning Project of Guang‑dong Province （No.2022A0505050072）； Guangdong Provincial Key R&D Programme（No.2020B0404030003）*通信联系人，E-mail：xiangy@； stsczg@第 7 期林卓昂，等：铁电向列相液晶的光响应能力response ability are controllable to a certain extent，which broadens the application range of ferroelectric liquid crystals and provides new ideas for the application of their optical devices.Key words： liquid crystal； ferroelectric properties； absorption spectrum； isothermal transformation； polarization direction1 引言20世纪初，诺贝尔得主Max Born就对向列相液晶中可能存在铁电特性提出了设想［1］。
液晶光学相控阵技术
2012/1
航空科学技术
AERONAUTICAL SCIENCE & TECHNOLOGY
级衍射效率可达80%~95%， 偏转角度范 围为±4°~7°， 液晶响应时间是5~30ms， 激光波长从635nm到1.55μm； 二维的液 晶相控阵独立可控阵元数目为 262144 个， 有效孔径为7.68mm×7.68mm， 支持 的激光波长为 532nm 、 635nm 、 785nm 、 1064nm、 1550nm。 2 0 0 7 年 , 雷 神 公 司 在 D A R PA 的 APPLE 项目中利用 STAB 项目中的原 理样机作为光束定向器件， 基于阵列式 的液晶光学相控阵列实现了大口径光 束偏转， 拉开了光学阵列使用的序幕， 图 1 为雷神公司展示的 7 个子孔径的原 型阵列。
* 基金项目: 航空科学基金项目(20070151002) 航空科学技术
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2012/1
AERONAUTICAL SCIENCE & TECHNOLOGY
航空科学基金 Aeronautical Science Fund
瑞典和以色列也对基于液晶的光 束方向的精细控制做了深刻研究。 瑞典 防务研究机构 FOI 在防务光电子项目 中设立非机械光束控制技术研究课题， 要求开发采用非机械激光束控制的合 作目标通信演示系统， 并对液晶空间光 调制器用于激光束控制的可行性进行 评估。 1.2 国内的研究动态 20世纪90年代， 电子科技大学等单 位开始研究激光雷达技术， 并且制作出 了激光雷达演示样机。 2000 年以后， 电 子科技大学对相控阵激光雷达技术的 体制和系统结构进行了深入的前期概 念研究与样机制作。 自2004年起， 哈尔滨工业大学从理 论层面对液晶相控阵技术进行了深入 研究， 根据 Frank - Oseen 液晶连续体弹 性形变理论和静电场理论， 建立了液晶 相控阵内部的几何算法模型。 2008 年， 哈工大张健等人研制了含有 1024 个驱 动电极的液晶光学相控阵器件， 由现场 可编程门阵列 （ FPGA ） 对电极驱动电 压进行可编程控制。 经实验验证， 该器 件可以实现 60个角度的准连续随机可 编程电控偏转与扫描， 最大偏转角度为 2.0014°。 2011年， 王东等人提出了一种 基于液晶相控阵的大角度连续高分辨 光束偏转扫描装置及扫描方法实现了 大角度光束偏转扫描 。 另外， 中国电子科技集团 27 所、 11 所、 中科院长春光学精密机械与物理研 究所、 清华大学等研究所与高校也先后 对激光雷达或相控阵激光雷达体制进 行了前期探索， 但这些研究成果基本上 还局限于实验室阶段， 还未开展对激光 雷达相控阵技术的深入研究， 特别是基 于系统实现的研究。 目前因受加工工艺 的限制及技术手段的影响， 液晶光学相 控阵尚不能满足相控阵激光雷达工程
铁电晶体总的极化强度
摘要：铁电晶体作为一种特殊的介电材料，因其独特的极化特性在电子、光电子和声电子等领域具有广泛的应用。
本文将详细介绍铁电晶体的极化现象、极化强度及其影响因素，并探讨铁电晶体总的极化强度的计算方法及其在实际应用中的重要性。
一、引言铁电晶体是一种具有自发极化现象的介电材料，其晶体结构中存在正负电荷中心不重合的对称性缺陷，导致晶体具有永久极化。
铁电晶体的极化现象与其在电子、光电子和声电子等领域中的应用密切相关。
因此，研究铁电晶体的极化强度具有重要意义。
二、铁电晶体的极化现象1. 自发极化铁电晶体在未施加外电场时，由于晶体结构的对称性缺陷，存在自发极化现象。
自发极化方向与晶体结构有关，通常垂直于晶体c轴。
2. 电场极化当铁电晶体受到外电场作用时，晶体中的电荷分布会发生变化，导致极化强度增加。
电场极化方向与外电场方向相同。
3. 相变极化在某些条件下，铁电晶体可能发生相变，导致极化强度发生变化。
相变极化通常与晶体结构的转变有关。
三、铁电晶体的极化强度1. 定义铁电晶体的极化强度P定义为晶体中单位体积内正负电荷中心不重合的矢量差。
其表达式为：P = (N1 - N2)q其中，N1和N2分别为晶体中正负电荷中心的数目，q为电荷量。
2. 影响因素（1）温度：随着温度升高，铁电晶体的极化强度逐渐降低。
这是因为温度升高会导致晶体结构的畸变，降低极化中心之间的相互作用。
（2）电场：外电场对铁电晶体的极化强度有显著影响。
当外电场强度增大时，极化强度也随之增大。
（3）晶体结构：晶体结构对极化强度有重要影响。
不同晶体结构的铁电晶体具有不同的极化强度。
四、铁电晶体总的极化强度1. 定义铁电晶体总的极化强度是指晶体中所有极化矢量在某一方向上的合成。
其表达式为：PT = ∑P其中，P为晶体中某一方向的极化矢量，∑表示对所有极化矢量进行合成。
2. 计算方法（1）实验法：通过测量铁电晶体在不同温度、电场强度下的极化强度，然后进行数据拟合，得到总的极化强度。
晶体铁电效应
晶体铁电效应晶体铁电效应是指某些晶体材料在外加电场的作用下，会产生自发极化，从而具有铁电性质。
这种现象最早在1920年被法国物理学家约瑟夫·居里发现。
晶体铁电效应在很多领域都有广泛的应用，如电子器件、光电子技术、信息存储等。
本文将从晶体铁电效应的原理、特性、应用等方面进行详细论述。
一、晶体铁电效应的原理晶体铁电效应的原理可以归结为电场作用下，晶体中正负电荷的重新排列。
在正常情况下，晶体中的正负电荷呈无序分布。
当外部电场作用于晶体时，晶体中的正负电荷会重新排列，使得晶体的一部分呈现出正电荷，另一部分呈现出负电荷，从而产生自发极化。
这种自发极化具有稳定的特性，即使去除外部电场，晶体仍能保持一定的极化状态。
二、晶体铁电效应的特性1. 铁电性铁电性是晶体铁电效应最基本的特性。
具有铁电性的晶体在外加电场作用下，会产生自发极化，且极化方向与电场方向一致。
当外部电场反向时，晶体的极化方向也会反向。
2. 非线性晶体铁电效应具有非线性特性。
在弱电场作用下，晶体极化强度与电场强度成正比；而在强电场作用下，晶体极化强度与电场强度不再成正比关系，呈现出非线性特性。
3. 电滞现象电滞现象是晶体铁电效应的重要特性。
当外部电场作用于晶体时，晶体的极化强度会随电场强度增加而增加。
当电场强度达到一定程度后，晶体极化强度不再随电场强度增加而增加，而是保持恒定，这种现象称为电滞现象。
4. 热释电现象热释电现象是晶体铁电效应的另一个重要特性。
当晶体受到温度变化时，晶体的极化强度会发生变化，从而产生电荷。
这种现象称为热释电现象。
三、晶体铁电效应的应用1. 电子器件晶体铁电效应在电子器件领域有广泛的应用。
例如，铁电存储器就是一种利用晶体铁电效应进行信息存储的器件。
此外，晶体铁电效应还可以用于制作电容器、传感器、振荡器等电子器件。
2. 光电子技术晶体铁电效应在光电子技术领域也有重要应用。
例如，铁电激光器就是一种利用晶体铁电效应实现激光输出的器件。
分子铁电材料范文
分子铁电材料范文分子铁电材料(Molecular Ferroelectric Materials)是指由分子单元构成的铁电材料。
铁电材料是一类具有自发极化性质的材料，具有极化相和无极化相的共存特征，并且在外电场的作用下可以发生极化反转。
分子铁电材料是铁电材料研究中的一个重要分支，因为其分子单元可以通过化学手段进行调控和设计，从而实现对材料性能的精确控制。
本文将介绍分子铁电材料的基本概念、结构特点、性质和应用前景。
首先，分子铁电材料的基本概念是指由分子单元构成具有铁电性质的材料。
相对于传统的无机铁电材料，分子铁电材料具有分子尺度上的优势，可以通过合成和改变分子结构来精确调控材料的性能。
此外，分子铁电材料还具有晶体设置时相、热力学稳定性好、柔性可塑性等优点，为材料的设计和应用提供了更多的可能性。
分子铁电材料的结构特点主要包括两个方面：分子单元的电偶极矩和电偶极矩之间的相互作用。
分子单元的电偶极矩是由于原子核和电子之间的准静电作用力产生的，可以通过原子核和电子的空间分布、电子云的偏离等因素来调控。
电偶极矩之间的相互作用是通过氢键、范德华力、π-π堆积等非共价相互作用来实现的。
这些相互作用力使得分子单元在晶体中排列形成特定的结构，从而展现出铁电性质。
分子铁电材料具有一系列特殊的物理和化学性质。
首先，分子铁电材料具有自发的极化性质，即在无外电场的情况下具有自发的极化强度和方向。
其次，分子铁电材料在外电场的作用下可以发生极化反转，即极性的反向。
同时，分子铁电材料还具有良好的瞬态存储性能、光响应性能和光致铁电响应性能等。
这些特殊性质为分子铁电材料在信息存储、非线性光学、光电器件等领域的应用提供了重要的基础。
分子铁电材料的应用前景广阔。
首先，分子铁电材料在信息存储领域具有巨大的潜力。
由于其极化反转的性质，分子铁电材料可以用于非挥发性存储器、快速随机访问存储器和多态存储器的设计。
其次，分子铁电材料还可以应用于非线性光学器件，如光开关、光限制器和光纤通信中的超快光调制器。
液晶空间光调制器
液晶SLM的特点
4. 光学分辨率：Meadowlark Optics 公司的 Dielectric Mirror Coating 技术有助于优化像素对之 间的2π 相位转换，最大化空间带宽，提高光学分 辨率!
液晶SLM的特点
5. 调制速度：Meadowlark Optics 公司采用高速液 晶材料与高电压模式实现高速纯相位调制，能够提 供目前世界上响应速度最快的纯相位液晶空间光调 制器。实现2π 相位调制量，512x512 SLM 的调制 速度可达500Hz@532nm。同时，Meadowlark Optics 公司还在致力于研发调制速度更快的纯相位 液晶空间光调制器，持续保持在业内的领先地位。
液晶空间光调制器的应用领域
生物 领域 激光 领域
投影 领域
教学 领域
信息光 学领域
视觉测 量领域
光镊
光镊技术是利用光的力学效应实现对微观粒 子的操控，具有非接触，无损伤特性。
全息光镊
激光光束整形
量子通信-涡旋光
光束偏转
SLM的产品系列
类型 功能 特点
标准位相型 P512
高速高效位相型 HSPDM512 位相振幅混合调制型 Customed512 铁电液晶纯振幅型 A512
液晶SLM的特点
9. 损伤阈值：普通液晶空间光调制器的损伤阈值较 低，仅2W/cm2。Meadowlark Optics 独特的Mirror Coating 技术不仅可以大幅度提高光能利用效率， 也能大幅度提高液晶空间光调制器的损伤阈值对于 532nm的连续激光可达10W/cm2。 10. 像素间串扰：Meadowlark Optics 公司液晶空间 光调制器通过精确控制驱动电压与液晶层厚度，大 大降低像素间的串扰，为实现更高效的分辨率与生 成更准确的全息效果提供了保证。
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铁电空间光调制器的响应时间英文版
Ferroelectric spatial light modulators (SLMs) are devices that can modulate the phase or amplitude of light in a spatially varying manner. They are commonly used in applications such as holography, optical trapping, and adaptive optics. One important parameter that characterizes the performance of an SLM is its response time.
The response time of an SLM refers to the time it takes for the device to switch from one state to another in response to an external stimulus. In the case of ferroelectric SLMs, the response time is typically on the order of microseconds. This fast response time is one of the key advantages of ferroelectric SLMs, as it allows for rapid and precise modulation of light.
There are several factors that can affect the response time of a ferroelectric SLM. One important factor is the material properties of the ferroelectric crystal used in the device. The crystalline structure of the material, as well as its composition and purity, can all influence the response time of the SLM.
Another factor that can affect the response time of an SLM is the design of the device itself. Factors such as the electrode configuration, the thickness of the crystal layer, and the driving voltage can all impact the response time of the SLM.
In conclusion, the response time of a ferroelectric SLM is an important parameter that determines the device's performance in various applications. By understanding the factors that influence the response time, researchers can optimize the design and performance of ferroelectric SLMs for specific applications.
完整中文翻译
铁电空间光调制器的响应时间
铁电空间光调制器（SLM）是一种可以以空间变化的方式调制光的装置。
它们通常用于全息、光学囚禁和自适应光学等应用中。
一个衡量SLM性能的重要参数是它的响应时间。
SLM的响应时间指的是设备在接收外部刺激后从一个状态切换到另一个状态所需的时间。
在铁电SLM的情况下，响应时间通常在微秒量级。
这种快速的响应时间是铁电SLM的关键优势之一，因为它能够实现光的快速和精确调制。
有几个因素可以影响铁电SLM的响应时间。
一个重要因素是设备中使用的铁电晶体的材料特性。
材料的晶体结构、组成和纯度都可以影响SLM的响应时间。
另一个影响SLM响应时间的因素是设备本身的设计。
电极配置、晶体层厚度和驱动电压等因素都可以影响SLM的响应时间。
总之，铁电SLM的响应时间是决定设备在各种应用中性能的重要参数。
通过了解影响响应时间的因素，研究人员可以针对特定应用优化铁电SLM的设计和性能。