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驱动电压对液晶空间光调制器响应时间影响的研究

Study of Response Time Depending on Driving Voltage of Liquid Crystal Spatial Light Modulator

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摘要

以平行排列液晶盒作为液晶空间光调制器的模型,求解Erickson-Leslie方程,得到相位调制量为2π时的响应时间公式。通过理论计算,作出不同电压下盒厚与响应时间的关系曲线,确定了最佳盒厚的存在,并且表明最佳盒厚与响应时间随驱动电压的增加而减小,且变化量逐渐减小;电压由5 V增至10 V时,响应时间的变化量达到最大,缩短了10.62%。实验测得三个不同厚度液晶盒的响应时间随电压的变化曲线,结果表明,驱动电压增加,响应时间缩短,在5 V增至10 V的过程中响应时间变化量与理论值接近,且电压增至15 V甚至更高电压时,响应时间基本不会再变化。此外,同一电压下,相对最佳盒厚相同厚度变化量,厚盒的响应优于薄盒。

Abstract

Based on parallel-aligned liquid crystal (LC) cell, which is the prototype of LC spatial light modulator, Erickson-Leslie equation is solved, and the response formula with fixed phase retardation 2π is obtained. By theoretical calculations, the curves of relationship between cell gap and response time under various voltages are plot, the existence of optimal cell gap is ensured and the curves demonstrate that both optimal cell gap and response time decrease while applied voltage increases, and the variation is decreasing gradually; the variation of response time reaches to the maximal value: shortened by 10.62% when applied voltage changes from 5 V to 10 V. The relation curves between voltage and response time of three LC cells are measured by experiments. The results demonstrate that response time is shortened while the applied voltage increases, the variation of response time is close to theoretical value when applied voltage increases from 5 V to 10 V, and when 15 V or higher voltage is applied, response time changes little. Besides, slight thicker LC cell has better response than thinner LC cell regarding with the same variation to optimal cell gap under the same voltage.

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中图分类号:TN141.9

DOI:10.3788/lop50.092302

所属栏目:光学器件

责任编辑:韩峰

基金项目:国家自然科学基金(11174274,11174279,61205021,11204299)

收稿日期:2013-03-15

修改稿日期:2013-05-07

网络出版日期:2013-08-02

作者单位    点击查看

齐梦娇:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033中国科学院大学, 北京 100049
王启东:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033中国科学院大学, 北京 100049
穆全全:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
刘永刚:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
姚丽双:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
曹召良:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
张红胜:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 光栅技术实验室, 吉林 长春 130033
杨程亮:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
胡立发:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
宣丽:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033

联系人作者:齐梦娇(katharine_qi@163.com)

备注:齐梦娇(1988—),女,硕士研究生,主要从事液晶物理与器件方面的研究。

【1】S Gauza, J Li, S T Wu, et al.. High birefringence and high resistivity isothiocyanate-based nematic liquid crystal mixtures [J]. Liq Cryst, 2005, 32(8): 1077-1085.

【2】S H Lee, S L Lee, H Y Kim. Electrode-optic characteristics and switching principle of a nematic liquid crystal cell controlled by fringe-field switching [J]. Appl Phys Lett, 1998, 73(20): 2881-2883.

【3】H Hu, L Hu, Z Peng, et al.. Advanced single-frame overdriving for liquid-crystal spatial light modulators [J]. Opt Lett, 2012, 37(16): 3324-3326.

【4】P Bos, K Koehler-Beran. The pi-cell: a fast liquid crystal optical-switching device [J]. Mol Cryst Liq Cryst, 1984, 113(1): 329-339.

【5】Z Cao, L Xuan, L Hu, et al.. Effects of the space-bandwidth product on the liquid-crystal kinform [J]. Opt Express, 2005, 13(14): 5186-5191.

【6】Z Peng, Y Liu, L Yao, et al.. Improvement of the switching frequency of a liquid-crystal spatial light modulator with optimal cell gap [J]. Opt Lett, 2011, 36(18): 3608-3610.

【7】J Gourlay, G D Love, P M Birch, et al.. A real-time closed-loop liquid crystal adaptive optics system: the first result [J]. Opt Commun, 1997, 137(1-3): 17-21.

【8】J L Ericksen. Conservation laws for liquid crystals [J]. Trans Soc Rheol, 1961, 5(23): 23-24.

【9】F M Leslie. Some constitutive equations for liquid crystals [J]. Arch Ration Mech Anal, 1968, 28(4): 265-283.

【10】E Jakeman, E P Raynes. Electro-optic response times in liquid crystals [J]. Phys Lett, 1972, 39A(1): 69-70.

【11】H Wang, T X Wu, X Zhu, et al.. Correlations between liquid crystal director reorientation and optical response time of a homeotropic cell [J]. J Appl Phys, 2004, 95(10): 5502-5508.

【12】Fan Zhixin. Based on Liquid Crystal Device Technology [M]. Beijing: Beijing University of Posts and Telecommunications Press, 2001. 6-8.
范志新. 液晶器件工艺基础[M]. 北京: 北京邮电大学出版社, 2001. 6-8.

【13】Wang Qian, He Sailing. Simulation and comparison study of liquid crystal director distributions [J]. Acta Physics Sinica, 2001, 50(5): 926-932.
王谦, 何赛灵. 液晶指向矢分布的模拟和比较研究[J]. 物理学报, 2001, 50(5): 926-932.

【14】X Nie, H Xianyu, R Lu, et al.. Pretilt angle effects on liquid crystal response time [J]. J Disp Technol, 2007, 3(3): 280-283.

【15】S T Wu, U Efron, L D Hess. Birefringence measurements of liquid crystals [J]. Appl Opt, 1984, 23(21): 3911-3915.

引用该论文

Qi Mengjiao,Wang Qidong,Mu Quanquan,Liu Yonggang,Yao Lishuang,Cao Zhaoliang,Zhang Hongsheng,Yang Chengliang,Hu Lifa1Xuan Li. Study of Response Time Depending on Driving Voltage of Liquid Crystal Spatial Light Modulator[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2013, 50(9): 092302

齐梦娇,王启东,穆全全,刘永刚,姚丽双,曹召良,张红胜,杨程亮,胡立发,宣丽. 驱动电压对液晶空间光调制器响应时间影响的研究[J]. 激光与光电子学进展, 2013, 50(9): 092302

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