液晶电光效应创新实验总结

1、液晶电光效应创新实验总结早在上世纪70年代，液晶已作为物质存在的第四态开始写入各国学生的教科书。至今已为由物理学家、化学家、生物学家和工程技术人员共同关心与研究的领域，在物理、化学、电子、生命科学等诸多领域有着广泛应用。其中液晶显示器件、光导液晶光阀、光调制器、光路转换开关等均是利用液晶电光效应的原理制成的。液晶电光效应实验装置是掌握和测定液晶电光效应和液晶各种参数的有效仪器，仪器的可靠性以及可操作性关系着液晶电光效应实验的成败，因此研究液晶实验装置，利用它更好的掌握液晶电光效应无论从实用角度或物理实验教学角度都是很有意义的。我们的创新实验目的就是研制出一套可靠的、操作方便的、便于实验教学的液

2、晶实验装置。实验至此已进行了六个月，现将实验总结如下：前段实验总结由于装置是测量液晶的各项参数的，要想设计好的装置，首先必须对液晶有所了解，液晶（Liquid Crystal，简称LC）是一种高分子材料，因为其特殊的物理、化学、光学特性，20世纪中叶开始被广泛应用在轻薄型的显示技术上，它们具有特殊光学性质，又对电磁场敏感，因此极有实用价值。液晶的电光效应是指它的干涉、散射、衍射、旋光、吸收等受电场调制的光学现象，液晶可以分为向列相（nematic） 例如：油酸铵CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COONH4近晶相（smectic）例如：对氧化偶氮苯甲醚：CH3OC6H4(NO)=NC6H

3、4OCH3 胆甾相（cholesteric）例如：苯甲酸胆甾酶酯：C6H5COOC27H45 碟型（discotic） 热致液晶（thermotropic LC） 重现性液晶（recentrant LC）等。液晶分子的排列，后果之一是呈现有选择性的光散射。因排列可以受外力影响，液晶材料制造器件潜力很大。范围于两片玻璃板之间的手性向列型液晶，经过一定手续处理，就可形成不同的纹理。可以用于液晶面板和液晶显示器件。液晶显示器具有以下优点1. 液晶显示器与传统CRT相比最大的优点还是在于耗电量和体积，对于传统17寸CRT来讲，其功耗几乎都在80W以上，而17寸液晶的功耗大多数都再40W上下，这样算下来

4、，液晶在节能方面可谓优势明显。 2. 与传统CRT相比液晶在环保方面也表现的表现，这是因为液晶显示器内部不存在象CRT那样的高压元器件，所以其不至于出现由于高压导致的x射线超标的情况，所以其辐射指标普遍比CRT要低一些。 3. 由于CRT显示器是靠偏转线圈产生的电磁场来控制电子束的，而由于电子束在屏幕上又不可能绝对定位，所以CRT显示器往往会存在不同程度的几何失真，线性失真情况。而液晶显示器由于其原理问题不会出现任何的几何失真，线性失真，这也是一大优点。在对液晶有了以上了解后，在老师的指导下对该实验装置有了一定了解，该装置主要由激光发射器、液晶盒、激光接收器、光功率计、稳压电源等部分组成。激光

5、产生的单色性极强的光束通过液晶盒射到激光接收器上，通过光功率计测出透射光功率，与入射光功率进行比较，可以得到很多液晶的物理信息，例如阈值电压、关断电压、上升时间、下降时间、视角特性等一系列参数。激光输出功率的稳定性对该装置的灵敏度有较大影响，而激光束出光功率的稳定性与其供电稳压电源有很大关系，因此供电稳压电源要足够稳定，可以通过三端稳压器件和数字稳压芯片达到要求。光功率计的接收器可以用高灵敏度的光敏元件。接下来我们实验小组在网上和图书馆查了一些相关资料，了解了现在普遍应用的液晶实验装置的结构，并分析了它们的优缺点，最终采用了一体化的装置结构，这样不仅是系统的稳定性有所提高，同时还大大降低了操作

6、的复杂性，不论是用于分析还是用于学生实验都很方便和精确。下图是该装置的结构图：上图为侧视图 下图为俯视图激光发射器可以利用半导体激光发射二极管，激光二极管具有效率高、体积小、寿命长的优点，输出功率也可满足。液晶转盘可以是激光与液晶盒法线成任意角，液晶开关矩阵可以更直观的使学生了解液晶的显示原理，该装置比一般导轨装置体积小、重量轻、装盘可经特别设计（可细调）；用框架结构固定液晶样品，牢固美观，采用接线柱方式给样品通电，方 便安全；所用装置配件均为光学通用配件（含常用光功率计），除可做液晶电光效 应实验外，还可用于光偏振等光学实验或用于测定半导体激光器工作电流与 出射光强的关系；应用本仪器可以完成以下实验： 1测定液晶样品的电光曲线，求得样品的阈值电压、饱和电压、对比度、陡 度等电光参数； 2自配数字存储示波器可测液晶样品的电光响应曲线，求得液晶样品的响应 时间； 3用于演示最简单的液