设计了扭曲向列相液晶太赫兹相位调制器, 利用琼斯矩阵模拟分析了不同扭曲角30°、45°、90°对相位调制特性的影响。得出扭曲角越小其相位延迟量越高, 并且对光的利用率越高。进一步分析电压效应, 结果表明同一频率下加大电压可使透过率增大, 相位延迟量减小。当扭曲角为30°, 选择液晶材料为LC1825, 液晶盒厚度为250 μm设计了透射型相位调制器, 在1.2 THz频率处获得126°的相位延迟。为提高相位调制量设计了结构参数与透射型相同的反射型太赫兹相位调制器, 在1.2 THz下得到相位延迟量为270°, 因反射型结构较透射型增加了一倍的有效光程, 相位调制量大幅提高。

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。

影像残留显示现象存在于各类LCD中，大多为离子效应所引起。针对这一问题，分析了不同配向膜对自由离子电荷的吸附情况，以及选用合适的配向膜搭配不同液晶材料、盒内自由离子电荷的浓度情况等对残影显示的影响。实验发现，选用合适的配向膜，增加重配向时间，有利于消除残影现象; 在一定配向膜基础上，选用低阈值液晶或选用添加抗静电剂液晶，更容易消除残影现象。不过，在实际运用中，重配向时间的增加会影响液晶陡度; 低阈值液晶会使液晶陡度变差同时使响应速度变慢，且容易出现显示不均; 抗静电剂液晶也会导致显示不均。因此在实际运用中，必须平衡以上各条件，才能在不影响其他性能前提下，更有效地改善残影现象，提高STN-LCD的显示质量。

文章研究了传统扭曲向列相液晶显示器中的响应时间问题，对影响响应时间的弹性常数、转动粘滞系数、双折射率、预倾角和手性剂等进行了研究。结果表明，通过优化液晶材料参数、增大预倾角和手性剂含量，可以有效改善该液晶显示器的响应时间。

研究了掺杂激光染料DCM和手性剂CB15的向列相液晶器件的激光辐射行为。制作了反平行摩擦处理的器件,得到了扭曲向列相液晶平面织构态。采用固体Nd:YAG倍频532 nm波长激光作为抽运光源,测量并分析了器件的受激辐射光谱。当抽运光较弱,小于18.0 mJ时,观察到染料DCM较宽的荧光辐射谱。随着抽运光的逐渐增强,以波长606 nm为中心出现了较尖锐的受激辐射峰,具有明显的阈值特性和方向性。最小半峰全宽(FWHM)大约为10 nm。

通过对STN产品的条状畴和块状畴的成因及其影响因素的分析,用实验证明了低预倾角、大d/p值、高扭曲角是导致产生条状畴的主要因素,且液晶材料的手性剂浓度越高也越容易产生条状畴。

借助琼斯矩阵对扭曲向列相(TN)液晶的光学性能进行了分析，发现在外加电压调制下的TN液晶盒，在选取的液晶厚度合适时，可等效为对应液晶厚度的特定波长λ／2波片，通过合理的设计搭配，与两个λ／4波片进行组合，使其整体作为一个偏振调制元件。经计算可知，当所加电压大于TN液晶盒转向的阈值电压时，其作用相当于一个消色差的λ／4波片或λ／2波片；当撤掉外加电压时可作为一般的90°旋光器。

研究了一种新型偶氮材料sy03在光控取向中的应用。将sy03加入聚酰亚胺SE-3310(Nissan)与N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合溶液中作为90°扭曲向列相液晶显示(Twisted nematic liquid crystal display,TN-LCD)的光取向材料,测量由它作为取向膜的扭曲向列型盒的电光特性与仅用SE-3310取向的扭曲向列型盒电光特性比较,发现sy03偶氮的加入使得扭曲向列型盒的响应时间短到98 ms、阈值电压也降低到1.7 V左右。而且随曝光时间的增加,响应时间和衬比度都有所提高,电光响应曲线也更为陡峭。加热到150 ℃后,其电光特性并没有明显变化,证明了它良好的热稳定性。最后通过测量偏振紫外吸收光谱,分析得出液晶分子易取向方向与激发光源偏振方向垂直。

利用激光水下偏振特性获得偏振差分图像(PDI),并运用PDI技术,从理论和实验上对水下目标探测进行了研究.介绍了PDI基本概念和实验系统原理,然后比较分析了不同条件下普通图像与PDI在辨别目标距离及其纹理上的差别和PDI中背景偏振光的影响,得出利用目标和背景偏振光的差异区分二者,从而提高探测距离的结论,并取得了较好的效果.在此基础上提出了通过处理有关PDI偏振参量来进一步辨别目标与背景的设想.

提出了更精确描述TNLCDs(扭曲向列相液晶显示器)光学性质的广义模型,研究了靠近LCD边缘分子的光学性质,这些分子不能随外加电场扭曲和倾斜,理论与实验的透射率符合得很好.