纳米银掺杂的液晶/聚合物全息光栅中的表面等离子体共振

报道了纳米银颗粒的局域表面等离子体共振能显著提高全息聚合物分散液晶(H-PDLC)光栅的衍射效率。着重分析了球形纳米银颗粒在PDLC中的表面等离子体共振特性,根据Mie理论,模拟计算了球形纳米银颗粒在PDLC材料中的消光光谱并得出了相应的表面等离子体共振峰值,且该值与用光谱仪测得的材料吸收峰值相近。同时,根据准静态近似理论,模拟了球形纳米银颗粒在特定波长的光照射下的球内外电场分布。证明了球形纳米银颗粒在聚合物分散液晶材料中发生表面等离子体共振,当用与共振峰值相近的激光对材料进行曝光时,可以增强液晶与聚合物的相分离过程,所制备的光栅样品结构更加整齐平滑,从而提高了光栅的衍射效率。     

增塑剂对全息聚合物分散液晶光栅衍射性能的影响

在全息聚合物分散液晶的预聚物体系中添加增塑剂DOP,制备全息聚合物分散液晶光栅.通过红外光谱仪、AFM、He-Ne激光器观察分析发现,邻苯二甲酸二辛酯的添加不仅提高体系双键的转化率,改善聚合物基质的形貌,同时也提高光栅的衍射效率,降低驱动电压.针对实验结果进行分析,DOP的添加降低体系黏度、延长相分离的时间、提高单体的双键转化率,从而改善光栅电光特性.     

含氟单体材料对全息聚合物分散液晶Bragg光栅电光特性的影响

在全息聚合物分散液晶的预聚物体系中添加含氟的单丙烯酸酯单体,制备全息聚合物分散液晶Bragg光栅,通过AFM、He-Ne激光器观察分析,发现甲基丙烯酸十二氟庚酯(Actyflon-G04)的添加不仅改善聚合物基质的形貌,同时也影响光栅的电光特性。实验结果表明,光栅的衍射效率从78%上升到90%,驱动电压V90大幅降低。分析认为,Actyflon-G04的添加降低了聚合物界面的表面张力,影响液晶微滴的分子取向,从而实现了光栅电光特性的改善。     

偶氮苯聚合物掺杂液晶光栅的研究

将偶氮苯聚合物和向列相液晶以一定比例混合后注入液晶盒,用线性偏振光进行掩膜光照,引发偶氮苯聚合物发生顺反异构,诱导液晶产生光双折射现象,形成偶氮苯聚合物掺杂液晶光栅,样品通过光学显微镜和He-Ne激光器的检测,结果表明该光栅具有清晰的光栅结构,衍射效率高并具有电场可调谐性,更为重要的是驱动电压大幅降低,可与集成电路匹配。     

单体材料结构对全息聚合物分散液晶光栅电光特性的影响

使用3种分子结构不同的单体材料体系制备了全息聚合物分散液晶光栅,对所制备光栅的形貌、衍射特性、驱动特性、单体双键转化率等进行了研究.研究结果表明:体系中单体材料结构刚性的增加有助于相分离结构的改善.由柔性单体制备的光栅样品,双键转化率低,光栅液晶区域液晶微滴尺寸小,驱动电压高;刚性适度的样品,其光栅液晶区域液晶微滴较大,衍射能力达到96%,实际衍射效率为82%,且曝光结束后单体的单体双键转化率达到了57%,驱动电压为8.3 V/μm;随着单体材料结构刚性的继续增加,光栅液晶微滴反而变小,液晶区域变窄,驱动电压升高.因此,合理增加单体的刚性程度有助于提高光栅相分离及光栅的电光特性.     

三色激发聚合物分散液晶体光栅的制备及应用

报道了一种针对红绿蓝三原色激光同时敏感的电控全息聚合物分散液晶光栅(H-PDLC)的制备及其特性研究。通过在预聚物液晶体系中同时加入两组不同的光引发剂和协引发剂,孟加拉红与N-苯基甘氨酸、亚甲基蓝与对甲基苯磺酸水合物,以及纳米银颗粒,实现单片样品三波段激光(632.8、532、441.6 nm)激发写入的体全息光栅。实验测量和研究了该液晶光栅的衍射效率和电光特性。此外,通过显示图像的三原色衍射实现裸眼立体显示中左眼和右眼的图像分束功能。实验结果表明,三色聚合物分散液晶体光栅在红绿蓝三个波段均具有较高的衍射效率和良好的电控开关特性,在裸眼立体显示及相关领域有良好的应用前景。     

一种新颖的聚合物分散液晶反射光栅

在制备液晶光开关的基础上,采用聚合物分散液晶(PDLC)与金属反射光栅压合的方法研制了一种新型反射式液晶光栅器件,并对其响应时间、调制电压、不同偏振态和不同入射角情况下的衍射效率等光电参数进行了测试.结果表明,该液晶反射光栅具有电场可调性,当驱动电压小于特定值时仅观察到常规反射现象,当驱动电压大于40 V时器件出现明显的光栅衍射效应,且1级衍射效率最大可到6.7%.实验讨论了入射光的偏振态、入射角度等因素对PDLC光栅衍射效率的影响,同时测试了该液晶反射光栅的电场响应时间为10 ms.     

单体平均官能度对制备液晶/聚合物光栅的影响

液晶／聚合物光栅，即全息聚合物分散液晶光栅(Holographic polymer dispersed liquid crystal，HPDLC)是一种新型光电子信息功能器件。采用紫外光固化丙烯酸脂和向列相液晶TEB30A制备了透射HPDLC型光栅，探讨了单体平均官能度对液晶／聚合物光栅的影响。实验将官能度分别为2．0和5．0的两种单体混合。使平均官能度在2．0～5．0变化，制备出系列HPDLC透射型光栅，通过观察光栅形貌、测量光栅的衍射效率及驱动电压，分析了相分离过程中的光聚合速度和液晶扩散速度的匹配问题。     

低阈值高对比度PDLC薄膜的制备

采用PIPS法制备聚合物分散液晶(PDLC)薄膜,通过在液晶/预聚物复合体系中添加甲基丙烯酸丁酯调控聚合物与液晶微滴界面的锚定能,以改善PDLC的电光特性。研究了甲基丙烯酸丁酯含量对PDLC膜的偏光显微镜下形貌、光电性能的影响,最后优化工艺参数,制备出低阈值、高对比度的PDLC薄膜。实验结果表明,适量加入甲基丙烯酸丁酯有利于降低阈值电压和饱和驱动电压。另外,还研究了PDLC薄膜的电光特性与驱动电压频率的关系,发现PDLC的阈值电压和饱和驱动电压均随着频率的升高而增大,同时电光曲线趋于平缓。     

聚合物网络稳定的超扭曲双折射液晶显示器（SBE—LCD）

在液晶材料中掺入少量的光聚合性聚丙烯酸酯单体材料，使用普通的取向剂材料（预倾角为３°～４°）制备了一种聚合物网络稳定的２７０°扭曲的ＳＢＥ器件。相对于没有掺杂聚合物的常规ＳＢＥ器件，该器件的驱动电压明显降低，而且在驱动过程中有效地克服了条纹缺陷。文中讨论了在液晶中聚合物的浓度以及固化电场对器件特性的影响。     

基于全息聚合物液晶光栅的动态增益均衡器的设计与模拟

介绍了聚合物分散液晶(PDLC)材料及体全息光栅的特性,提出了基于全息聚合物液晶(H-PDLC)电控光栅多极串联式动态增益均衡器的设计。根据光栅的衍射特性计算公式,对全息聚合物液晶光栅在中心波长为1550 nm的波长选择特性进行模拟,并且进一步利用遗传算法模拟实现全息聚合物液晶动态光强增益均衡器的功能。计算模拟表明,选择合适的全息聚合物液晶光栅参量,能够使光栅在1550 nm为中心波长的衍射谱线半宽度达到10 nm。同时,采用基于全息聚合物液晶的动态光强增益均衡器,能够使掺饵光纤放大器在1530~1560 nm内,其自发辐射谱的不平坦度从3.3 dB降到0.1 dBp-p(峰-峰值)。     

液晶分子取向对液晶/聚合物光栅电光特性以及激光出射特性的影响

报道了液晶分子不同取向对液晶/聚合物光栅电光特性以及激光出射的影响。通过扫描电子显微镜观察液晶/聚合物光栅的截面,成功观察到了光栅的体光栅结构。液晶分子垂直光栅矢量排列时,由于光栅形貌变差,衍射效率由液晶分子沿光栅矢量排列时的83.2%降低至72%,同时散射损耗由11.8%增加至19.1%。液晶分子垂直光栅矢量时,液晶/聚合物光栅的调谐电场由液晶分子沿光栅矢量时的13.6V/μm下降至3.1V/μm。液晶沿光栅矢量排列时,激光出射阈值更低,为利于激光出射的方向。本文工作为进一步加深对液晶/聚合物光栅以及染料掺杂分布式反馈选频的理解和认识,提供了指导和借鉴。     

基于FPGA的光弹调制器用高压驱动电路设计

为满足光弹调制器对高电压、高稳定和精确易控制的驱动电压需求,设计了一种基于FPGA控制、全桥结构LC谐振升压的高压驱动电路。该电路与传统的光弹调制器驱动控制电路相比,大幅降低了直流电源的电压输入要求,通过DDS调节方波频率来控制光弹调制器工作频率,调节方波占空比来控制输出电压。该电路应用于光弹调制器实验,结果表明在光弹调制器的谐振频率下,外部直流电压为5 V时,方波占空比范围为0~50%,对应电压峰-峰值可调节范围为0~840 V。电路具有稳定可靠、操控方便、带负载能力较强等优点,能够实现光弹调制器驱动电压实时精确的控制。     

陷阱电荷对GMLM工作电压的影响

光栅平动式光调制器(GMLM)依靠可动光栅在静电力作用下向下反射镜移动,从而改变光程差,实现光调制.结构中siO2绝缘层在外加电场作用下产生陷阱电荷,对器件的驱动特性产生影响.作者依据高斯定理,建立GMLM存在陷阱电荷情况下的电力学模型,分析了外加电场作用下,GMLM极板电荷的分布,以及外加电压与可动光栅位移的关系;比较了两种情况下(考虑与不考虑绝缘层陷阱电荷影响)工作电压变化情况.设计了实验方案,进行了实验研究.结果表明:由于陷阱电荷产生陷阱电压,使得产生相同位移需要的工作电压增加;充电时间越长,陷阱电荷产生的陷阱电压越大;实验结果与理论分析吻合.     

超辐射发光二极管光源组件内部电场耦合分析

针对超辐射发光二极管(Superluminescent Diode,SLD)光源输出光功率稳定性的需求,用有限元分析方法分析了SLD光源组件内部导体组的分布电容矩阵及电场耦合情况;通过电场耦合模型研究发现温控电路带来的干扰通过分布电容耦合到恒流回路中,影响输出光功率的稳定性;将制冷器接地可减小分布电容,改进恒温电路的驱动方式可减小交流分量的干扰,从而减小电场耦合对输出光功率的影响。     

Capacitance-Voltage measurement method for ultrathin gate dielectrics using LC resonance circuit

The capacitance-voltage (C-V) measurement method using the LC resonance circuit (LC resonance method) for ultrathin gate dielectrics having large leakage current is demonstrated. In the LC resonance method, only an external inductance and a resistance and a simple equivalent electrical circuit of MOS devices are employed. External inductance can be optimized using the equivalent quality factor. At each gate voltage bias point,parameters of MOS equivalent circuit are determined by fitting the calculation results to the measured impedance-frequency characteristics at the resonance frequency point. Total resistance value of MOS equivalent circuit that is determined from the dc gate current-gate voltage characteristics can be a good help in the fitting sequence. The rms error of calculated and measured impedance-frequency characteristics is used for the fitting verification. The sensitivity of rms error to the variation in MOS capacitance value is discussed to determine the accuracy of the LC resonance method. C-V measurements of both thick (EOT=7.0 nm) and thin (EOT=1.2/spl bsol/ nm) gate dielectrics are demonstrated and the electrical oxide thickness (EOT) values are extracted from the C-V characteristics. Comparison between the LC resonance method and the other C-V measurement methods is also made with respect to C-V measurement results to show the good applicability of the LC resonance method.     

Increasing the Dynamic Range of a Micromechanical Moving-Plate Capacitor

Large electrostatic forces on a micromechanical capacitor plate can be obtained if the capacitor is tuned by using an inductor. Such an LC circuit can be used to control the position of a micromechanical capacitor plate over a large dynamic range. The pull-in phenomenon of capacitor plates does not occur because the LC drive is intrinsically stable. The LC drive can be implemented either by sweeping the frequency or the amplitude of the driving AC voltage. In both cases relatively good linearity can be obtained. It is found that the LC drive can tolerate large parasitic capacitances. Measurements done on a dual capacitive acceleration sensor verify the calculated results. A drive AC voltage rms amplitude of 10% of the DC pull-in voltage deflected the moving plate by about 60% of the nominal gap, limited only by a mechanical stopper.     

Simulations of electric field domain suppression in a superlattice oscillator device using a distributed circuit model

We present a method for simulating static domain formation in distributed negative differential resistance devices using a distributed circuit array model coupled with quantum transport simulations. This simulation method is applied to the case of a superlattice Bloch oscillator to ascertain the efficacy of electric field domain wall suppression by micro shunt side walls. Two independent simulation mechanisms using the same basic distributed circuit model are employed to separate simulation artifacts from true physical trends. Simulations are presented, suggesting that the presence of the micro shunt can suppress domain formation above a critical device bias voltage. The simulated dependence of this critical voltage on macroscopic device parameters is presented.     

新型聚合物网络稳定液晶光栅的制备

将具有光敏特性的预聚物与向列相液晶按一定比例混合，注入液晶盒，以紫外灯为光源，通过光掩模法使混合物在紫外光的引发下产生相分离，形成聚合物网络稳定液晶光栅。采用光学显微镜和He-Ne激光器进行测试，结果表明该光栅获得了周期性的栅结构，且衍射效率具有电场调谐性。