Нияу мифи Кафедра 37
Лабораторная работа
ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ МОДУЛЯТОР СВЕТА ТИПА ФП-ЖК
Подготовил студент группы Т7-37
Бровин М.А.
Цель работы: исследование пространственно-временного модулятора света (ПВМС) на основе нематических жидких кристаллов (НЖК).
Введение
Пространственно-временные модуляторы света (ПВМС) служат ключевыми элементами информационных и вычислительных систем. Функциональная роль ПВМС весьма многогранна: отображение и визуализация информации (дисплеи), ввод оптических сигналов, преобразование по длине волны когерентности несущей, усиление яркости изображений, обработка изображений (пространственная фильтрация и др.)
В зависимости от вида управляющих сигналов, ПВМС принято подразделять на электрически управляемые (модуляторы типа «электрический сигнал – свет»), и оптически управляемые (модуляторы типа «свет – свет»). Одним из самых распространенных в настоящее время типов ПВМС являются жидкокристаллические ПВМС.
Мезофазы ЖК в зависимости от вида и степени упорядоченности молекул подразделяют на нематическую, холестерическую и десятки смектических фаз.
В ЖК некоторых типов можно при помощи электрического поля управлять двулучепреломлением и на этой основе модулировать фазу и поляризацию света. В ЖК, представляющем собой текучую вязкоупругую диэлектрическую среду, изменение двулучепреломления физически обусловлено поворотом (переориентацией) самих молекул ЖК, т.е. упругой механической деформацией молекулярного слоя под действием электрического поля.
Исторически одним из первых ПМС класса "свет-свет" была структура фотопроводник-ЖК (ФП-ЖК). В ней слой поликристаллического или аморфного ФП и слой ЖК помещены между прозрачными электродами, к которым прикладывают постоянное или переменное питающее напряжение. Считывающее излучение проходит через слой жидкого кристалла, отражается от диэлектрического зеркала и снова проходит через слой ЖК.
При освещении ФП его проводимость увеличивается, и поэтому напряжение на слое ФП падает, а на слое ЖК растет. Вызванный этим электрооптический эффект в слое ЖК создает пространственно-зависимую (пространственную) модуляцию считывающего отраженного излучения в соответствии с распределением освещенности фотопроводника. Изменение поля освещенности фотопроводника во времени вызывает пространственно-временную модуляцию излучения.
Схема лабораторной установки.
Задание.
В первом задании были произведены измерения зависимости контраста изображения от частоты при различных значениях напряжения питания модулятора.
Зависимость контаста изображения от частоты питания модулятора при напряжении 10,2 В.
Таблица 1.
Частота(f), Гц |
Контрастность(K) |
Комментарии |
Δf |
ΔK |
20 |
13 |
Напряжение 10,2 В |
1 |
6,39 |
30 |
4 |
темное поле |
1 |
6,12 |
40 |
2 |
|
1 |
6,06 |
50 |
30 |
|
1 |
6,9 |
60 |
24 |
|
3 |
6,72 |
70 |
27 |
|
3 |
6,81 |
80 |
39 |
|
3 |
7,17 |
90 |
81 |
|
3 |
8,43 |
100 |
103 |
|
3 |
9,09 |
110 |
120 |
Яркое белое поле |
5 |
9,6 |
120 |
131 |
|
5 |
9,93 |
130 |
138 |
|
5 |
10,14 |
140 |
140 |
|
5 |
10,2 |
150 |
141 |
очень яркое поле |
5 |
10,23 |
160 |
138 |
|
5 |
10,14 |
170 |
145 |
|
5 |
10,35 |
180 |
141 |
|
5 |
10,23 |
190 |
142 |
|
5 |
10,26 |
200 |
144 |
|
5 |
10,32 |
208 |
111 |
|
5 |
9,33 |
231 |
110 |
|
15 |
9,3 |
234 |
98 |
|
15 |
8,94 |
246 |
90 |
|
15 |
8,7 |
255 |
91 |
|
15 |
8,73 |
264 |
85 |
|
15 |
8,55 |
271 |
89 |
|
15 |
8,67 |
284 |
93 |
|
15 |
8,79 |
296 |
83 |
|
15 |
8,49 |
308 |
72 |
|
15 |
8,16 |
330 |
56 |
|
15 |
7,68 |
352 |
48 |
|
15 |
7,44 |
367 |
63 |
|
15 |
7,89 |
388 |
46 |
|
15 |
7,38 |
408 |
36 |
|
15 |
7,08 |
420 |
38 |
|
15 |
7,14 |
435 |
29 |
|
15 |
6,87 |
456 |
25 |
|
15 |
6,75 |
479 |
20 |
|
15 |
6,6 |
497 |
16 |
|
15 |
6,48 |
518 |
12 |
|
15 |
6,36 |
535 |
14 |
|
15 |
6,42 |
565 |
12 |
|
15 |
6,36 |
630 |
15 |
Экран темнеет |
15 |
6,45 |
759 |
27 |
|
15 |
6,81 |
916 |
13 |
|
15 |
6,39 |
1142 |
4 |
Темный экран |
15 |
6,12 |
График 1 U=10,2В
График 2 U=10,2В , увериченная зона малых частот.
При частоте 170 Гц на графике наблюдается максимум контрастности.
Рабочий диапазон частот от 50Гц до 900Гц.