为了研究激光光源对液晶电光特性的影响, 采用Jones 矩阵对液晶的光学特性进行了分析, 同时利用不同波长的半导体激光器作为入射光源, 对液晶的电光特性进行了实验研究。结果表明, 当电压达到4.8V时, 各光源下液晶的透光强度均出现陡降, 说明液晶的阈值电压与入射光波长无依赖关系; 通过示波器跟踪图像发现各光源下液晶的响应时间有明显的差异; 随着供电电压的增大, 液晶光栅的衍射光斑由圆环状逐渐转为平行分布, 且各级衍射光斑并非完全对称, 入射波长及供电电压决定了衍射光斑的空间及能量分布。该研究结果对液晶器件的研发具有一定的借鉴意义。

弯曲芯型向列相 (BCN) 液晶在一定的低频电压和温度下会产生挠曲电畴, 出现明暗相间的周期结构。本文使用偏光显微镜（BX-51）和电荷耦合元件（CCD）探测了BCN中挠曲电畴的周期大小变化与电压及温度的关系, 并使用光学衍射技术对该周期结构进行了验证。实验结果表明: 温度达到95 ℃, 并且外加电压达到25 V时, BCN液晶的挠曲电畴条纹结构首次出现。在温度一定的条件下, 畴的周期随外加电压的增大而逐渐减小; 而电压一定的条件下, 周期结构的对比度随温度的升高逐渐变得模糊, 必须增大外加电压才能使模糊的周期结构重新变得清晰。本研究对探索BCN液晶在液晶光栅领域的应用与发展具有一定的指导意义。

提出一种双层交错结构的驱动电极控制液晶分子偏转的可控液晶光栅.利用光刻和镀膜工艺在玻璃基板上制作掺铝氧化锌-二氧化硅-掺铝氧化锌双层交错结构的驱动电极, 采用液晶成盒工艺将制备好的驱动电极基板和公共电极基板组装成液晶盒.与传统单层控制电极相比, 双层交错电极实现了基板的无缝覆盖, 避免了各电极存在的空白区, 使得器件的控制区域变得完整与灵活.光学显微镜测试表明, 掺铝氧化锌第一电极和第二电极的宽度为275.8, 两者之间通过SiO2介质层隔离并相互交错覆盖在玻璃基板上.结合液晶光栅驱动电路, 可控液晶光栅能有效地控制遮光区与透光区的比值, 实现不同3D视差图片在同一套系统中的实时切换播放, 在多视点3D实时切换显示领域有一定的应用前景.

设计了一种可实现分光效果的可控液晶光栅.该液晶光栅由双层交错结构的驱动电极来控制液晶偏转,避免了单层控制电极之间的空白区,增加了控制面积,同时还实现了快速切换,补给了因空间分割损失的图像信息,从而使空分与时分结合实现时分全分辨率的自由立体显示.利用光刻和镀膜工艺在玻璃基板上制作氧化铟锡-二氧化硅-掺铝氧化锌双层交错结构的驱动电极,采用液晶成盒工艺将制备好的驱动电极基板和公共电极基板组装成液晶盒.光学显微镜测试表明,氧化铟锡第一电极和掺铝氧化锌第二电极的宽度为275.8 μm,两者之间通过SiO2介质层隔离并相互交错覆盖在玻璃基板上.结合液晶光栅驱动电路,能有效地控制遮光区与透光区的切换,从而实现时分全分辨率可控液晶光栅.

为了降低聚合物/液晶光栅的散射损失，并消除光栅的偏振依赖性，选取了低官能度的光敏单体作为反应体系，并逐步提高光栅的制备温度。首先选用五官能度的DPHPA （dipentaerythritol hydroxyl pentaacrylate）、双官能度的PDDA（ phthalic diglycol diacrylate）以及单官能度的NVP （N-vinylpyrrolidone）作为反应体系；其次，在制备过程中在光栅的后面放置加热台，逐步提升制备温度。实验结果表明：当制备温度上升到62 ℃以上，光栅有更多（36%）的液晶析出，相分离比常温下制备时要更完全一些，而且高温下制备的光栅其平整度更高，从而使光栅的散射损失比常温下减小了66.7%，器件的SEM图片也进一步证明了这个结论。同时高温制备也消除了液晶光栅的偏振依赖特性。

为了解决了常规裸眼3D显示器件视区固定, 且观看角度狭小的问题, 文中提出一种基于头部追踪技术的增大观看视角的解决方案。该方案可以通过头部追踪设备检测观看者所在的位置, 通过调整液晶光栅的透光位置, 使观看者的左眼与右眼分别位于最佳观看区域,在很大范围内, 观看者始终可以看到合适的3D图像。提出了头部追踪3D显示器件的测试评价方法, 通过实验室验证, 该方法能有效评价该类显示器件的性能。

为了测试相控阵激光雷达的关键器件液晶光栅相控阵的偏转光束波前, 以监控和评价雷达扫描光束的质量, 采用带有光束变向功能的径向剪切干涉测量方法, 进行了理论分析和实验验证, 取得了口径为10mm×10mm的偏转波前测试系统与商用WYKO干涉仪的比对测试数据。两种仪器对同一块平面样板测出的波前之差的峰谷值小于λ/20, 均方根值小于λ/200, 还取得了实测液晶光栅相控阵不同偏转光束的波前数据。结果表明, 该方法可以对液晶光栅相控阵的偏转波前进行高精度测试。

针对现有液晶光栅器件存在的光栅常数不能变化、电极尖端放电、边缘效应等缺点，设计了一种可转换光栅常数的液晶光栅。通过控制不同导电区的通断电，使液晶光栅不同区域产生透光与不透光，实现光栅常数的转换；液晶光栅梳状电极端部的圆弧状设计，避免了尖端放电现象，减小了边缘效应的影响。以He-Ne激光为光源，用WGD-8A型组合式多功能光栅光谱仪对所设计的液晶光栅器件进行了测量，结果表明：通过控制导电区的变化实现了光栅常数的转变，在2~34 V电压驱动下，具有3种不同光栅常数的液晶光栅的1级衍射光强逐渐增强，且其衍射光强的差值不断增大，达到了预期设计目的。设计的液晶光栅在视差栅栏、光栅尺等方面有好的应用前景。

文章根据视差液晶光栅立体显示原理和莫尔条纹形成规律，提出了一种视差液晶光栅贴合控制参数的设计规则及工艺指导方式。通过对实际产品立体效果的影响分析，得出了设计控制的关键因素：贴合间隙的厚度和光栅与显示屏之间贴合允许最大倾斜角度，根据贴合允许的最大倾斜角度推导出了贴合对位标记垂直方向上的最大允许误差。实验验证和量产实践表明，文中提出的理论和方法能很好地应用于裸眼3D显示液晶光栅贴合控制的设计与量产工艺控制。