红外与激光工程
2022, 51(7): 20210511
1 河北工业大学 理学院, 天津 300401
2 河北工业大学 国家技术创新方法与实施工具工程技术研究中心, 天津 300401
3 天津耀皮工程玻璃有限公司,天津 300409
为了研究胆甾相平面态液晶(Cholesteric liquid crystal with planar texture, CLCPT)层在上下表面取向平行(Parallel anchoring, PA)和上下表面取向垂直(Orthogonal anchoring, OA)两种液晶盒中指向矢排布随温度变化的特征, 分别制备了PA和OA两种CLCPT液晶盒样品。构建了由梯形低折射率棱镜、匹配液、CLCPT液晶盒组成的全漏导模结构, 采用全漏光学导波(Fully leaky optical guided wave, FLOGW)方法获得了在不同温度下反射率随内角(测试光线入射到CLCPT层上的入射角)变化的导波实验曲线Rss, 将其与基于液晶弹性理论和多层光学理论模拟出的同一温度下的理论导波曲线Rss进行拟合, 精准分析出在PA和OA盒内, CLCPT指向矢排布随温度变化的特征。此外, 应用控制变量法测量出不同温度下胆甾相液晶(Cholesteric liquid crystal, CLC)双折射率实际参数值。
胆甾相液晶 指向矢排列特性 光学导波技术 平面态 温度 cholesteric liquid crystal director arrangement characteristics optical guided wave method planar texture temperature
华东交通大学 信息工程学院，江西 南昌，330000
提出一种加载引向器的小型化对跖Vivaldi天线(AVA)。相比大多数对跖Vivaldi天线，该天线具有非常小的尺寸，其大小只有14?mm×34?mm×0.8?mm。引向器结构设置为三角形，置于天线的开口中间。相比传统的对跖Vivaldi天线，引向器能引导电磁波从天线的口径传输到介质板的边缘，这样造成的反射比较小且传输特性良好。此外，为了减小测量误差，将天线与超小型(SMA)头联合仿真，结果表明，该天线在5.2~11?GHz频段内S11<-10?dB，具有较宽的带宽；且在8.5~11 GHz范围内，天线的增益明显增加，验证了这种新设计的可行性。
对跖Vivaldi天线 宽带 小型化 引向器 Antipodal Vivaldi Antenna broadband miniaturization director 太赫兹科学与电子信息学报
2019, 17(1): 85
东南大学自动化学院,复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室, 江苏 南京 210096
圆形标志点检测通常被视为椭圆检测。由于光线、角度等原因,采集到的标志点会出现残缺,另外,当背景或物体较复杂时,非标志点边缘为标志点的提取带来干扰。为此,提出了一种基于椭圆外切矩形性质的圆形标志点检测方法。通过拟合椭圆的准圆来检测椭圆的中心,利用椭圆外切矩形的几何性质来确定椭圆的长短轴位置及旋转角度。为了去除非标志点的干扰边缘影响,进一步构造验证参数,并结合聚类算法,最终提取有效的标志点类。仿真与实物实验表明,该算法拟合精度高,检测性能优良,对具有部分残缺的椭圆有良好的识别效果,且对于复杂情况下的标志点识别仍具有较高的精度和稳健性。
机器视觉 椭圆检测 准圆 标志点 聚类 光学学报
2018, 38(12): 1215007
1 长春理工大学 电子信息工程学院, 吉林 长春 130022
2 中国兵器科学研究院宁波分院, 浙江 宁波 315103
为了分析液晶相控阵空间光调制特性与驱动电压之间的关系, 根据液晶连续体弹性形变理论, 提出一种基于非线性最小二乘差分迭代求解液晶指向矢空间分布的方法。该方法利用液晶材料的电光特性, 以阈值电压时的液晶指向矢分布作为初始值, 通过非线性最小二乘法推导在驱动电场的作用下液晶指向矢的空间分布情况, 以及稳定状态时液晶相位延迟与驱动电压之间的相位调制特性曲线。最终通过实验完成了理论验证, 控制液晶相控阵的驱动电压, 实现对远场光束指向的偏转控制。利用驱动电压直接求解电位移矢量, 为后续指向矢与电位移耦合迭代提供初始值, 不仅减少了计算量, 而且更加符合液晶分子在实际电场作用下的运动过程, 减少了模型误差。结果表明: 在系统的终止误差为1.0×10-8时, 不同电压下的迭代时间均值为0.33 s; 在驱动电压为5 V的情况下, 该算法与差分迭代相比, 液晶分子倾斜角的角度误差精度提高了0.09 rad。
液晶相控阵 相位延迟 非线性最小二乘法 指向矢 光束偏转 liquid crystal phased array phase delay Nonlinear Least Square(NLS) director beam steering 光学 精密工程
2018, 26(12): 2894
1 华北光电技术研究所 激光技术研究部, 北京 100015
2 航天工程大学, 北京 101416
激光测照器应用于地面指示设备时, 需对基本参数进行智能设置, 并对整机状态进行实时显示与监控。为此, 运用OLED显示模块, 以单片机处理器为核心, 在供电电路、驱动电路及显示电路的基础上, 设计了一款控制电路, 通过按键的硬件触发与软件的控制程序, 实现对激光测照器的参数设置与状态监测。试验结果表明: 该控制电路及OLED显示屏不仅能够完成不同时统方式、不同激光发射频率的设置, 而且可实时监控激光测照器的工作状态、主波状态、回波状态、环境温度、测距数值等基本状态, 同时具有-40～＋60 ℃温度范围的环境适应性, 也可承受总均方根值为5.46 g的随机振动, 满足了不同恶劣条件下的环境应用, 通过了整机的基地试验, 具有较高的可靠性, 为OLED模块在激光测照器上的工程应用提供了指导价值。
OLED显示 激光测照 参数设置 状态检测 liquid-crystal display laser director parameters setting state monitor
利用向列相液晶弹性理论, 研究了混合排列柱状薄层中的向列相液晶指向矢的分布。向列相液晶被限定在两个同心圆柱构成的薄层中, 在内外表面施加强锚定及弱锚定边界条件, 锚定易取向方向取径向和轴向（垂直柱轴及平行柱轴）的边界条件, 得到了四种混合排列柱状薄层模型RsZw、ZwRs、RwZs、ZsRw。基于Frank弹性自由能和Rapini-Papoular近似的表面能, 研究了不同锚定强度、不同内半径及不同弹性常数值的指向矢分布, 计算机模拟得出指向矢取向的曲线图。由于柱对称性、锚定强度、薄层厚度以及弹性各向异性共同竞争的影响, 这四种模型的指向矢分布有着很大的不同。
向列相液晶 弹性理论 柱状薄层 指向矢 nematic liquid crystals elastic theory cylindrical cells director
福州大学 物理与信息工程学院, 福州 350108
提出一种基于双折射晶体劈的偏振态实时测量方法, 并将该方法用于扭曲向列型液晶透射光的偏振态分析, 实现了液晶分子平均指向矢的动态测量.利用基于晶体劈的偏光干涉法将待测光的偏振参量编码为两组干涉条纹, 通过对干涉条纹定位实现偏振态的实时测量; 再根据液晶指向矢的倾角、扭转角与透射光偏振态之间的关系, 推算出液晶分子平均指向矢的动态信息.本实验测量液晶指向矢的速度为每秒5次, 液晶平均指向矢的倾角、扭转角的测量准确度达到0.2°.本文研究为液晶分子平均指向矢的动态测量提供了一种有效途径.
物理光学 动态测量 偏光干涉法 液晶指向矢 双折射晶体劈 Physical optics Dynamic measurement Polarization interference Liquid crystal director Birefringent crystal wedge 光子学报
2016, 45(12): 1226001
1 张家口学院 理学系, 河北 张家口 075000
2 张家口职业技术学院 电气工程系, 河北 张家口 075000
架设了全漏光导波测量系统并对反射式混合型扭曲向列相液晶盒进行了光学测量, 氦氖激光经过处理后变为s偏振光或p偏振光, 然后通过棱镜耦合使某一偏振状态的光进入液晶盒并采集不同电压下与入射角相关的不同偏振光组合的反射信号。进而结合多层光学4×4矩阵和弹性连续体理论对液晶盒的不同状态组合的反射信号模拟预测并与实验数据进行拟合, 就得到了指向矢在液晶盒内的倾角和扭曲角以及在不同电压下的分布情况。
光导波技术 混合型扭曲向列相液晶盒 指向矢分布 偏振光 optical waveguide technique mixed-mode twisted nematic liquid crystal cell director distribution polarized light
