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【6h】

基于DMD多重曝光系统的液晶光学相位调制器件的研究

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目录

声明

第1 章 绪 论

1.1 液晶与液晶取向技术

1.1.1 液晶简介

1.1.2 液晶取向技术

1.2 DMD多重曝光系统

1.2.1 掩模曝光光刻技术

1.2.2 无掩膜曝光光刻技术

1.3 Pancharatnam?Berry 相位

1.4 本论文的主要研究内容

第2 章 单一相位结构的液晶光相位调制器件

2.1 液晶偏振光栅

2.1.1 液晶偏振光栅的基本原理

2.1.2 液晶偏振光栅的制备

2.1.3 液晶偏振光栅的测试

2.2 液晶涡旋 q 板

2.2.1 涡旋光束的基本原理

2.2.2 涡旋光束的产生方法

2.2.3 液晶涡旋 q 板的制备与测试

2.3 液晶艾里立方相位板

2.3.1 艾里光束的基本原理

2.3.2 艾里光束的产生方法

2.3.3 液晶艾里立方相位板的制备与测试

2.4 液晶艾里对称立方相位板

2.4.1 对称艾里光束的基本原理

2.4.2 对称艾里光束的产生方法

2.4.3 液晶艾里对称立方相位板的制备与测试

2.5 本章小结

第3 章 复合相位结构的液晶光相位调制器件

3.1 液晶叉形偏振光栅

3.1.1 液晶叉形偏振光栅的简介

3.1.2 液晶叉形偏振光栅的制备与测试

3.2 液晶涡旋艾里立方相位板

3.2.1 液晶涡旋艾里立方相位板的简介

3.2.2 液晶涡旋艾里立方相位板的制备与测试

3.3 液晶涡旋艾里对称立方相位板

3.3.1 液晶涡旋艾里对称立方相位板的简介

3.3.2 液晶涡旋艾里对称立方相位板的制备与测试

3.4 本章小结

第4 章 总结与展望

4.1 总结

4.2 展望

参考文献

附录A 攻读学位期间发表的论文

致 谢

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摘要

液晶因其优异的光电特性被广泛的应用于光学显示与非显示领域。在非显示领域,它可以基于Pancharatnam?Berry相位理论,通过液晶光控取向技术取向不同结构的分子光轴排布来构成不同的液晶光相位调制器件。相较于传统的基于动力学相位的光相位调制器件,液晶光相位调制器件具有体积小,重量轻,集成高等特点,并且可以完成对光束高效方便的调制。这些液晶光相位调制器件不仅可以应用在全息和非线性光学领域,还可以应用于结构光场的调控当中,实现特定结构光束的产生。本文主要是基于Pancharatnam?Berry相位理论,结合液晶光控取向技术和数字微镜器件(DMD)多重曝光系统实现了单一相位结构和复合相位结构液晶光相位调制器件的制备和测试。通过这种方法可以很容易的实现液晶光相位调制器件的制备,并且可以将两个器件的相位结构进行合成,制备出具有复合功能的光相位调制器件,在集成光学上有着巨大的潜在应用。本文主要研究工作如下:  (1)基于液晶光控取向技术和DMD多重曝光系统实现了四种单一相位结构的液晶光相位调制器件的制备与测试。所制备的四种单一相位结构的液晶光相位调制器件分别为液晶偏振光栅、液晶涡旋q板、液晶艾里立方相位板和液晶艾里对称立方相位板。分别对所制备的四种单一相位结构的液晶光相位调制器件进行了测试,并获得了与理论相符的实验结果。完成了液晶偏振光栅的分光效果、液晶涡旋q板调制产生涡旋光、液晶艾里立方相位板调制产生艾里光、液晶艾里对称立方相位板调制产生对称艾里光的验证。  (2)基于液晶光控取向技术和DMD多重曝光系统实现了三种复合相位结构的液晶光相位调制器件的制备与测试。所制备的三种复合相位结构的液晶光相位调制器件分别为液晶叉形偏振光栅、液晶涡旋艾里立方相位板和液晶涡旋艾里对称立方相位板。分别对所制备的三种复合相位结构的液晶光相位调制器件进行了测试,并获得了与理论相符的实验结果。完成了液晶叉形偏振光栅的分光效果和调制产生涡旋光、液晶涡旋艾里立方相位板调制产生涡旋艾里光、液晶涡旋艾里对称立方相位板调制产生对称艾里涡旋光和对称艾里矢量光的验证。

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