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《自适应电控液晶微透镜及透镜阵列》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、摘要自适应电控液晶透镜及其阵列作为一种灵巧光学器件，具有体积小、重量轻、功能强、响应速度快等特点，其焦距等光学参量由所施加的电压控制，调节方便。因其良好的电控光学特性，在自适应光学、高性能成像探测、光通信、光互联以及光束整形等领域，具有广泛的应用前景。本文第一章简述了课题背景。第二章介绍了液晶材料特性，详细分析了向列相液晶的指向矢、介电各向异性、弹性自由能密度以及电光效应等物理性质。在第三章中，根据向列相液晶的物理特征，提出了单元和阵列液晶微透镜结构并确定了器件参数范围。以电磁场理论为基础，利用拉普拉斯差分迭代法，对器件所要求的电场分布进行了计算并图形显示。仿真结果与预期效果相符，为器件制作
2、提供了依据。在第四章中，介绍了制作器件的工艺流程。首先，利用L-edit软件，设计了用于制作器件电极的光刻版图；然后通过光刻、显影、湿法刻蚀等制作了电极结构；通过涂布聚酰亚胺、PI固化以及摩擦等，制作了液晶的定向层结构；最后，经制作液晶结构的隔离介质、加注液晶、器件封装等，获得了单元及阵列液晶微透镜。通过实验，建立一整套制作器件的工艺流程，确定了关键性的工艺参数。在第五章中，设计并构建了测试器件的电/光性能指标的测试光路，对器件的光焦斑尺寸，焦距随电压的变化以及在单色光照射下的干涉情况等进行了测试。结果表明，液晶器件的电控响应时间，焦斑尺寸，焦深等性能指标都达到了预期目标。最后，对全文工作进
3、行了总结，对后续工作提出了展望和建议。关键词：向列相液晶，仿真，液晶透镜，液晶结构定向，常规光学性能测试IAbstractElectricallycontrolledliquidcrystal(LC)lensandlensarray,asakindofsmartadaptiveopticaldevice,haveseveralparticularcharacteristics,forinstance,smallsize,lightweight,highperformance,andfastresponse,andsoon.Theirfocallengthandotheropticalpara
4、meterscanbemodulatedconvenientlybyapplyingvoltagewithvariableRMSvalue.Becauseofthebestelectricallycontrollableopticalperformance,itcanbewidelyusedinmanyapplicationfieldssuchasadaptiveoptics,high-performanceimagingdetection,opticalcommunications,opticalinterconnects,beamshaping,etc.Thechapter1introd
5、ucedthebackgroundoftheproject.Thechapter2presentedtheLCmaterialproperties,andgaveacarefulanalysisofthephysicalpropertiesofnematicLCincludingLCdirector,dielectricanisotropy,elasticfreeenergydensity,andelectro-opticaleffects.Inchapter3,thestructuresofasingleLClensandlensarraywereproposedaccordingtoth
6、ephysicalpropertiesofthenematicLCandneededdevicestructure,andthustheparametersofthedeviceweredetermined.Basedontheelectromagneticfieldtheory,theelectricfielddistributionrequiredwascalculatedbythemethodofLaPlacedifferenceiterative,andtheresultswereshowningraphics.Thesimulationwasincommonwiththeexpec
7、tationsoastoprovideabasisfordevicedesigningandfabrication.Inchapter4,thefabricationprocessesofthedevicewereintroduced.Firstly,thephotomaskforfabricatingthecontrollingelectrodeoveronesideofthedevicewasdesign
