液晶光阀的特性研究实验应用背景介绍实验目的和教学要求实验原理实验仪器和装置实验内容课堂思考选做实验实验应用背景介绍在现代信息处理技术中光电混合处理系统具有重要的地位。信息的传递和处理常常需要对信号进行调制，空间光调制器是光电混合处理系统的关键器件之一。液晶光阀就是利用液晶对光的调制特性而制作的一种具有实时功能的空间光调制器。它可以广泛地应用于光计算、模式识别、信息处理、显示等现代高新技术领域，前景广阔。由于液晶光阀写入光和读出光互相独立，可以方便地把非相干光转换为相干光，因此在相干光实时处理系统中，液晶光阀是必不可少的器件。同时液晶光阀还可以增大读出光的能量，实现弱图像的能量放大，因此它也被广泛地应用于大屏幕、高亮度的投影显示中。那么什么是液晶呢？它是怎样发现的呢？实验目的和教学要求实验原理液晶光阀的工作原理本实验中的液晶光阀，写入的是光学信号，其结构与一般液晶有所不同。它在液晶盒外面增加了一个光导层，利用光导层的光电效应，把照射在各像素位置上的写入光强度转变成电场强度的变化，再通过液晶的电光效应，使读出光（相干光，经光阀反射出来的光束）被工作面上的电压分布所调制。于是它把非相干光的图像转换成了相干光的图像。通过外电场来控制液晶层的光学性质，实现对读出光的实时图像调制；利用光导层的光电效应，又把照射到不同“像面”位置上的写入光强转化为相应的电场强度，从而得到了光学图像的“编址”，这就是液晶光阀的工作原理。由于存在阻隔层，液晶光阀的写入光和读出光互相独立，可以方便地实现非相干光/相干光的转换，还可以实现图像的波长转换（以某个波长的光写入，另一个波长的光读出）或使图像增强（把弱图像的能量放大）。在相干光实时处理系统中，在大屏幕、高亮度的投影显示中，液晶光阀常常是不可少的器件，有着十分重要的应用。实验仪器和装置实验内容3.测量液晶光阀的工作曲线液晶光阀的工作曲线就是指所加驱动电压与光阀输出光强的函数关系。实验中要求测出全暗（输入图像全黑）和全明（输入图像全明）的两条工作曲线（驱动频率与光阀偏转角保持不变）：驱动电压从0～10V变化，用光电池测量读出光输出面的相应光强。4.数据处理要求在相同的坐标轴（X—驱动电压，Y—相对光强）上绘制两种写入光条件工作曲线，进行比较。对实验中观察到的相干光图像的特征（图像对应的曲线位置，成像的清晰与反差，出现反转像的位置和次数等）做出解释。相对光强指被测光强与最大光强的比值，有时也称归一化处理。１、电源线和相关电缆均已连接好,不要轻易更改。2、特别强调光学元件的正确使用和表面保护。相干光实验不同于一般的光学实验，只要光路中有尘埃，玻璃中有气泡或透镜表面镀膜有沙眼、划痕、油污，相干光一碰到就发生衍射，得到的光就不再是均匀的，而是附加了环团状的噪声。实验中一定不能将手指碰到镜头上。3、为获得好的实验效果，必须仔细调节光路，使光路中各元件等高共轴。⑴何谓非相干光图像和相干光图像？为什么要把非相干光图像转变为相干光图像？⑵液晶是一种什么物质状态？它有什么特点和优点？简述用液晶光阀做成的空间光调制器的工作原理。⑶偏光棱镜（PBS）是做什么用的？当一束线偏振光入射到PBS上时，出射光有什么特点？2．液晶光阀的光路调整和使用⑴本实验如何进行光学元件的等高共轴调节特别是激光束，准直镜，照明光源和物像透镜的调整？⑵液晶光阀转臂的用途是什么？如何获得相干光图像的反转图像？⑶根据某液晶光阀在确定的转角和驱动频率下的工作曲线，说明出现正像或反像的位置？正反像可互变几次？反差有什么变化？