LensVector可调式液晶透镜
10页1、. . LensVector可调式液晶透镜 LensVector 可调式液晶透镜Tigran Galstian, Peter Clark, Suresh Venkatraman / LensVector摘要 介绍液晶的一般特性。说明为何液晶适合并如何以它来制作可调式透镜,阐述可调式透镜的光电特性、光学功率(它是透镜厚度与通光口径宽度的函数)及运作原理。介绍偏振独立透镜的做法及LensVector 自动对焦液晶透镜(LVAF)的重要特性。 1. 液晶简介 向列型液晶(NLC)是由瘦长形或碟形的分子所构成的液体(图1)。通常那些分子能像液体般的移动,但它们的轴都指向同一个固定方向(称为“指向”),也就是向列型液晶的局部光轴。这种现象使得这种液体在光学上具有水晶般的异向性或双折射性(即方向性依赖),所以它们才被称为液晶参考文献1。 图1:一般的液晶结构(左)与示意形状(右) 当任意偏振的光(例如)进入像NLC这种会双折射的材质时,我们可以把光的传输过程分为快线性偏振分量(称为“平常光”)与慢线性偏振分量(称为“异常光”)。 举例说明,假设光是穿过厚度为L、分子位于x-z平面上的NLC(指向与
2、x轴平行),如图2所示。 图2:液晶的排列与双折射性 在图2中,光是从左到右,沿着z轴行进。入射光没有偏振,或者更准确地说,它是被线性偏振、并具有不可预期的随机经度。这种随机经度等于NLC的x轴和y轴上两个直角偏振振幅分量的向量和(参见图3)。我们把它们定义为入射光的垂直与水平偏振分量,并独立于NLC分子的方位之外。 图3:入射光的任意偏振角可分解为水平与垂直偏振分量 由于NLC会双折射,因此光的垂直与水平偏振分量是以不同的相位速度行进。如图2所显示的NLC来说,垂直偏振分量(为异常光,因为它在指向的平面上)所呈现的是最大可能折射率nII(一般为 1.7),水平偏振分量(为平常光,因为它跟指向的平面成直角)所呈现的则是最小折射率n(一般为 1.5) 参考文献2。两个折射率的差异显现了材质的双折射性(n = nII n,一般为 0.2)。就任意动向的分子而言,平常光与异常光的相位延迟为: 公式(1) 其中是光在真空环境中的波长,neff是ne和no(异常光和平常光的折射率)的实际差异,L是材质的厚度。 为了清楚呈现NLC分子相对于纸平面的动向, 我们把它画成2D图表呈现,并以红色(圆点)
3、来显示跟纸平面成直角旋转的分子,以蓝色(椭圆)来显示跟纸平面成平行旋转的分子。如图4所示。 图4:NLC分子的2D示意图 除了动向不同外,图4中所显示的分子在其他方面都一样。 2.可调式液晶透镜的运作原理 如图5所示,一般显示器的液晶板是由夹在两个透明导电层(电极)之间的NLC分子所组成,而导电层通常是由沉积在玻璃基板上的铟锡氧化物(ITO)所制成。透明导电层上涂有指向涂料(通常是通过磨刷处理过的聚酰亚胺),以提供NLC分子“断电”时的初始位置及角度。如图5所显示的液晶板来说,NLC的分子是跟纸的平面平行,指向则是朝向纸的上方。 图5:一般NLC液晶板的示意图 对透明电极提供电力信号(电压),NLC层就会形成电场。对介电异向性为正的NIC,电场就会引动它的电偶极,使NLC的指向转为跟电场一致。如图6所示。图6:NLC的分子在具电场环境时的旋转例 电场的强度决定了分子的旋转角度,同时也决定了旋转时在同一平面上偏振的光线折射率。图7显示了光线从左行进到右,水平(H)偏振跟纸成直角,垂直(V)偏振则跟纸的平面平行。当NLC的分子跟纸的平面成平行旋转时,异常光(ne)所呈现的折射率会从最大值n
4、II(不发出信号,指向是朝向纸上方)变成最小值n(发出强烈信号,指向是朝向纸右方)。而在三种情况下,平常光(no)所呈现的折射率则都是n。 图7:NLC的分子跟纸的平面成平行旋转,并影响到垂直偏振的光线 图7中,垂直偏振光(为异常光,因为它在指向的平面上)的折射率改变了,水平偏振光则不变。若是把第二个类似的液晶板加到第一个(但不管怎样,它的光轴相对于第一个液晶板的轴都是转成90角),水平偏振光也会受影响。因此,试想一种情况是,一模一样的NLC分子现在的动向是跟纸的平面成直角,如图8所示。此时原有水平偏振光(现在是异常光)的折射率就改变了,垂直偏振光则不变。注意图7和图8都是液晶板的异常折射率改变,但平常折射率不变。 图8:NLC的分子转为跟纸平面成,并影响到水平偏振光 在平常NLC 液晶板的例子中,例如图5所显示的情况,整个液晶板的NLC分子旋转是一致的,它表现得像个均匀的玻璃平面,除了折射率改变以外,不会对焦。请参照图9。 图9:液晶板的分子统一旋转,无法产生对用 LensVector在透明的ITO电极之间采用了专利的控制机制HiddenLayer,而得以靠电力的变化来对焦光线。Hi
《LensVector可调式液晶透镜》由会员l****分享,可在线阅读,更多相关《LensVector可调式液晶透镜》请在金锄头文库上搜索。
龙湖别墅项目方案解读
鸿达_天津城市广场商业城市综合体项目整体策划研究报告
黑弧奥美-保利西海岸XXXX年度推广
高宁哲学思维与领导艺术(北师大)
黄-文科班《综合探究聚焦文化竞争力》
食物中毒概述幻灯片ppt-欢迎各位领导、专家莅临指导
风险的测度、定价与绩效评估
香山·碧海晴空推广构想
项目管理培训_项目框架思维方法
项目管理石油大学
项目管理的应用-提升企业管理水平
项目十复合肥料与复混肥料生产
项目六车身测量
项目二 图根控制测量
项目八-PowerPoint演示文稿
电信天翼校园推广案
组织及组织工作
管理心理学主
项目05 导游人员的语言技能
管理心理学第7讲领导者心理
2024-03-27 19页
2024-03-27 10页
2024-03-27 23页
2024-03-27 7页
2024-03-27 27页
2024-03-27 8页
2024-03-27 18页
2024-03-27 18页
2024-03-27 5页
2024-03-27 22页