利用柱面波与平面波干涉形成一种二维(2D)全息聚合物分散液晶(H-PDLC)变间距光栅。为了使聚合物与液晶分离得更加彻底，采用曝光强度为16 mW/cm2、波长为532 nm的激光进行实验，并且两次曝光时间分别为2 s和60 s，通过将样品二次曝光和旋转60°形成2D六角晶格H-PDLC变间距光栅，分别研究了光栅的理论周期变化范围、衍射特性、电控特性以及影响光栅周期变化的参数分析。结果表明：在半径为6 mm的圆形范围内，光栅的周期变化区间为1.804~2.281 μm，与理论计算所得结果基本一致。在没有加载电压的情况下，一级衍射效率达18.3%，当加载电压达到90 V时，零级衍射效率由15.6%增加至73%。该光栅具有变周期和电控特性，在衍射光学领域具有潜在的应用价值，可用于染料掺杂2D H-PDLC光栅的可调谐多波长有机激光器的研究。

聚合物分散液晶全息光栅具有电场可调的特点,材料中掺杂纳米银颗粒, 能够有效降低光栅的驱动电压.由于聚合动力学的影响, 会造成纳米银颗粒在光栅中的非均匀分布, 即纳米银在聚合物和液晶区分布含量不均匀, 表现出不同的电场调控特性.通过等效电路建模的方法研究驱动电压阈值与所施加交流电场的频率之间的关系.根据Maxwell-Wagner效应建立纳米银分别被液晶和聚合物包围的等效电路模型, 具体研究在液晶条纹中, 纳米银含量占总纳米银比例不同的条件下, 纳米银掺杂的聚合物分散液晶全息光栅的介电弛豫时间和弛豫振荡的频率数值变化, 进一步调节驱动电场频率, 获得更低的驱动电压阈值.通过最优驱动电场频率范围来初步确定纳米银在光栅中的分布结构, 并证明纳米银颗粒集中在液晶条纹, 少量分布在聚合物条纹中.

设计了基于数字微镜器件(DMD)的荧光显微镜探测系统。该系统不仅能对样品实现荧光成像, 而且能探测不同区域样品激发荧光信号能量的实时变化。实验采用DMD快速加载多通道不同帧率的视频信息, 实现了对激发光束的分割与频率调制。采用光电倍增管采集样品的荧光信息, 荧光信息经模/数转换处理后再进行傅里叶变换、滤波和解调操作, 得到了不同信道区域荧光信号强度随时间变化的曲线。实验结果表明, 将DMD加入到荧光显微镜系统中可以加快集成多通道, 且计算机可调控DMD通道, 能有效提高荧光显微镜的探测效率。

本文报道了一种基于聚合物分散液晶的电控全息变间距光栅。采用柱面波和平面波干涉得到具有变间距的干涉条纹，并将此条纹记录于聚合物分散液晶材料中。实验分析研究了该光栅的空间频率、衍射特性和电场调控特性。光栅的空间频率变化范围和趋势与理论计算公式相匹配，实验结果表明光栅衍射效率与曝光光强和时间存在一定的关系。空间频率在530 mm-1~650 mm-1内的光栅衍射效率能达到70%以上。光栅的阈值电压为2.4 V/μm，上升沿和下降沿时间分别为300 μs和750 μs。该光栅不但具备了普通变间距光栅的优点，而且还具备了聚合物分散液晶的电场调控的特性，在光纤通信，光电探测及光谱探测等领域具有一定的应用前景。

报道了一种针对红绿蓝三原色激光同时敏感的电控全息聚合物分散液晶光栅(H-PDLC)的制备及其特性研究。通过在预聚物液晶体系中同时加入两组不同的光引发剂和协引发剂，孟加拉红与N-苯基甘氨酸、亚甲基蓝与对甲基苯磺酸水合物，以及纳米银颗粒，实现单片样品三波段激光(632.8、532、441.6 nm)激发写入的体全息光栅。实验测量和研究了该液晶光栅的衍射效率和电光特性。此外，通过显示图像的三原色衍射实现裸眼立体显示中左眼和右眼的图像分束功能。实验结果表明，三色聚合物分散液晶体光栅在红绿蓝三个波段均具有较高的衍射效率和良好的电控开关特性，在裸眼立体显示及相关领域有良好的应用前景。

将数字微镜器件加入到荧光显微成像系统中,代替传统共焦显微系统中的照明针孔,利用其调制特性,通过在数字微镜器件上加载不同图片,实现对光束的分割.对马铃薯细胞分别进行四通道、六通道、九通道的荧光细胞探测,同时采用平面反射镜作为样品,测试得到系统的深度响应曲线,分析了系统的分辨率.实验结果表明,数字微镜器件的加入实现了从点对点共焦成像变为多点并行共焦显微成像,提高了显微成像的探测速度,同时具有较高的分辨率.

介绍了一种基于聚合物分散液晶材料的连续调焦电控透镜.在聚合物分散液晶盒的上表面电极上刻蚀圆孔，形成一个非对称电极，在液晶盒上下极板之间，诱发一个非均匀电场，从而引起聚合物分散液晶材料的折射率非均匀分布，形成电控变焦透镜.阐述了聚合物分散液晶可调焦透镜的基本原理，分析了透镜孔径对聚合物分散液晶透镜焦距的影响,在直径3 mm和6 mm的圆孔条件下，分别测量了透镜焦距随电压的变化关系.结果表明:电压从50 V加到170 V的过程中，透镜焦距逐渐减短，刻蚀3 mm圆孔的聚合物分散液晶盒焦距从1.361 63 m到0.429 21 m，刻蚀6 mm圆孔的聚合物分散液晶盒焦距从1.769 92 m到0.548 43 m.

报道了纳米银颗粒的局域表面等离子体共振能显著提高全息聚合物分散液晶 (H-PDLC)光栅的衍射效率。着重分析了球形纳米银颗粒在PDLC中的表面等离子体共振特性，根据Mie理论，模拟计算了球形纳米银颗粒在PDLC材料中的消光光谱并得出了相应的表面等离子体共振峰值，且该值与用光谱仪测得的材料吸收峰值相近。同时，根据准静态近似理论，模拟了球形纳米银颗粒在特定波长的光照射下的球内外电场分布。证明了球形纳米银颗粒在聚合物分散液晶材料中发生表面等离子体共振，当用与共振峰值相近的激光对材料进行曝光时，可以增强液晶与聚合物的相分离过程，所制备的光栅样品结构更加整齐平滑，从而提高了光栅的衍射效率。

研究了相位型电控全息聚合物分散液晶（H-PDLC）菲涅耳透镜的制备及其特性。采用马赫曾德尔干涉光路产生与菲涅耳波带片环带结构相同的干涉图样，以全息记录的方式对聚合物分散液晶（PDLC）材料进行曝光，制作出H-PDLC菲涅耳透镜。用所制得的透镜进行了透射与衍射实验、多焦点变换成像实验以及电控光学衍射特性实验。实验结果表明H-PDLC菲涅耳透镜是一种衍射型光学元件，其光学衍射特性可受电场信号的调控。在633 nm波长下，测得透镜的主焦距约为33 cm，用菲涅耳波带片衍射理论研究了H-PDLC菲涅耳透镜多重成像的机理，演示了H-PDLC菲涅耳透镜多焦点的变换成像，讨论了这种变换成像的规律。

报道了一种基于掺杂纳米银聚合物分散液晶（PDLC）材料的高衍射率全息电控光栅的制备及特性。通过在原有聚合物分散液晶材料体系中添加适量的纳米银颗粒以制备体全息光栅，实验研究了掺杂不同质量比的纳米银颗粒对全息聚合物分散液晶（H-PDLC）体光栅的衍射效率、驱动阈值电压、响应时间的影响。实验结果表明，通过掺杂纳米银材料，能够优化聚合物和液晶两相分离结构，使聚合物与液晶分离更加彻底，显著提高H-PDLC体光栅的一级衍射效率，同时能改善体光栅的电光特性，缩短响应时间。初步分析表明，由于纳米银颗粒的表面等离子体效应和体系折射率匹配的优化改善了H-PDLC光栅的特性。