压电陶瓷驱动的快速反射镜具有优良的动态性能, 能够满足高精度定位的任务需求, 但其固有的迟滞特性严重影响了其性能的进一步提高。基于PLAY算子的迟滞数学模型具有结构简单、便于数学求解、模型精度较高的优点, 但模型参数需要通过系统辨识得到, 并且其逆模型参数辨识存在物理量不易获得、误差较大的不利条件。利用几何法, 提出了一种求解PI逆模型参数的算法。实验证明该算法动态性能好、模型精度较高, 同时基于该算法的PI逆模型前馈控制较好地解决了压电陶瓷驱动的快反镜迟滞效应补偿问题。

为改善有机半导体器件的界面性能, 在氮化硅层上旋涂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)构成复合绝缘层。首先, 利用原子力显微镜研究了不同浓度的PMMA复合绝缘层的表面形貌及粗糙度。接着, 蒸镀六联苯(p-6P)、酞菁铜和金电极, 构成有机的金属-绝缘层-半导体(MIS)器件。最后, 研究了MIS器件的回滞效应及电性能。实验结果表明, 复合绝缘层的粗糙度为单绝缘层的1/5, 大约1.4 nm。复合绝缘层上的p-6P薄膜随着PMMA浓度增加形成更大更有序的畴, 但单绝缘层上薄膜呈无序颗粒状。复合绝缘层的有机MIS器件几乎没有回滞现象, 但单绝缘层的器件最大回滞电压约为12.8 V, 界面陷阱电荷密度约为1.16×1012 cm-2。复合绝缘层有机薄膜晶体管的迁移率为1.22×10-2 cm2/(V·s), 比单绝缘层提高了60%, 饱和电流提高了345%。基于复合绝缘层的MIS器件具有更好的界面性能和电性能, 可应用到有机显示领域。

设计了一种基于光敏半导体砷化镓的主动式电磁诱导透明超材料。砷化镓的光电特性使该超材料结构中的外围圆环能在各个光照条件下响应不同频率的电磁波; 其与中心开口环耦合, 分别能够在1.47 THz与0.7 THz两个频点处产生强烈的电磁诱导透明效应。通过调节光照强度来改变砷化镓的电导率, 并拆分表面金属环结构进行对比, 分析了该超材料结构的光敏性能与其实现多波段电磁诱导透明效应的物理机理; 同时研究了砷化镓宽度、中心开口环开口大小与基底厚度对电磁诱导透明效应的影响。仿真结果表明, 该超材料结构能够在不同光照条件下, 于太赫兹波段的多个频点处产生高强度的波速迟滞效应, 并伴随较高的折射率灵敏度, 在太赫兹缓存器件与折射率传感领域有一定的应用价值。

聚合物分散液晶(PDLC)是液晶微滴分散在聚合物基体中形成的一种具有优异电光性能的材料, PDLC的电光特性对基于PDLC的电光器件的性能具有显著影响。本文对紫外固化光强对PDLC电光特性的影响进行研究。本研究使用紫外照射引发的聚合物诱导相分离方法制备PDLC。在4个不同紫外固化光强(1 mW/cm2、1.8 mW/cm2、3 mW/cm2和9 mW/cm2)条件下制备PDLC样品, 并对4个样品的电光特性如电压-透过率、响应时间和迟滞效应进行研究, 并对实验结果给出了分析。实验结果表明: 随着紫外固化光强的增加, PDLC的阈值电压和饱和电压增加, 开态响应时间ton上升, 关态响应时间toff下降, 同时对于高紫外光强聚合制备的样品迟滞效应也更加明显。本研究表明可以通过改变制备过程中的紫外光强来优化PDLC的电光特性, 从而获得性能优异的基于PDLC的电光器件。

聚合物网络液晶一般有较大的阈值电压和饱和电压，有明显的迟滞效应，所以降低阈值电压与饱和电压，降低迟滞效应和增加对比度是研究的主要目标。表面活性剂的使用可以有效减小聚合物网络与液晶的相互作用，从而降低聚合物网络对液晶分子的锚定能，来达到降低阈值电压与饱和电压的效果。本文通过在聚合物网络液晶里掺入不同比例的表面活性剂(聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯：TWEEN 80)，来研究表面活性剂对聚合物网络液晶电光特性的影响。实验结果表明：在聚合物网络液晶里增加该种表面活性剂的比例达到10∶1时，阈值电压可以降低11倍以上，饱和电压降低5倍以上，对比度有一个大的提高，迟滞效应也得到很大的改善。本文结果对提高PNLC的电光特性有重要的指导意义。

聚合物稳定蓝相液晶显示器存在驱动电压高和“磁滞效应”的缺点, 是其应用之路上的难题。本文在深入研究蓝相液晶显示器中所使用的各种材料介电常数的基础上, 结合电动力学中电介质中的电场和电位移之间关系的知识, 解释了蓝相液晶显示器驱动电压高的原因为聚合物材料和绝缘层材料的介电常数远低于蓝相液晶材料的介电常数。研究中发现提高聚合物材料和绝缘层材料的介电常数, 将会明显降低聚合物蓝相液晶显示器驱动电压。理论和模拟结果表明: 当聚合物材料和绝缘层的介电常数达到蓝相液晶的平均介电常数, 该聚合物稳定蓝相液晶显示器的驱动电压降低一半。研究结果将对聚合物稳定蓝相液晶显示器的产业化应用起到促进作用。

为了提高光纤光栅解调仪表的速度与精度, 提出了一种双边沿解调及非线性修正方法对PZT(压电陶瓷)的迟滞效应进行补偿。通过对PZT两端电压的上升、下降沿同时采集数据并进行交叉解调的方式, 在提高解调速度的同时有效地消除了迟滞效应。利用1个10探测点的C波段光栅对该修正方法进行检验, 修正效果较为理想, 各波长的解调误差小于±5 pm。

聚合物分散液晶(PDLC)是液晶微滴分散在聚合物基体中形成的一种新型显示材料。文章采用可逆加成断链转移(RAFT)聚合法制备大分子引发剂,引发可聚合单体甲基丙烯酸甲酯进行聚合,利用光引发聚合诱导相分离法制备了PDLC膜。通过改变大分子引发剂的含量和种类,研究了基体分子量及极性对PDLC迟滞效应的影响。实验结果显示,聚合物基体的参数对PDLC的迟滞效应有显著影响,迟滞效应随着基体分子量的下降而明显增大,而降低基体的极性可以明显减小PDLC的迟滞效应。

理论研究了将金属线和谐振环埋入非线性介质构成的具有三维周期性结构的超材料(metamaterial)的有效磁响应,推导了在裂环谐振器(SRR)间耦合条件下有效磁导率的表达式,计算了该种超材料在有SRR间耦合和无SRR间耦合条件下的非线性磁响应。结果表明,虽然二者的磁导率表达式非常相似,但两种条件下的有效磁响应特性仍然表现出明显不同的性质。此结果对于实现三维非线性超材料及优化其结构设计有参考意义。