LCOS衍射特性分析.PDFVIP

LCOS衍射特性分析 万助军 华中科技大学光学与电子信息学院 zhujun.wan@ LCOS芯片结构  LCOS ：Liquid Crystal on Silicon，硅基液晶；  TFT-LCD 的驱动电路制作在玻璃基板上，为了 保证两侧透光，降低了像素的开口率，只有35% 左右；  LCOS制作在硅基片上，CMOS驱动电路位于反 射层下面，开口率可达到90% 以上，并且CMOS 驱动电路与现有IC工艺兼容。 2013/12/24 by Z.J.Wan, NGIA-HUST 2 LCOS投影系统 2013/12/24 by Z.J.Wan, NGIA-HUST 3 振幅调制和相位调制 在LCOS投影技术中，液晶阵列被用于光的振幅调制，与偏振片配合，通 过液晶的扭曲效应或者ECB效应来控制光的透过率或者反射率。 在某些应用中，LCOS被用作纯相位调制的空间光调制器（Spatial Light Modulator，SLM），希望对光进行纯相位调制，而振幅不受影响。 纯相位调制模式利用的是液晶的ECB特性，通过外加电压控制液晶分子的 指向矢方向，改变e光的折射率，从而对光波的相位进行调制。 可以通过现有的TN型液晶盒实现纯相位调制，它同时利用了液晶的ECB和 旋光特性，当外加电压在一定范围内变化时（高于阈值1而低于阈值2 ）， 平行于面板、扭曲排列的液晶分子开始转向垂直于面板的方向，产生ECB 效应，但分子的扭曲排列还没破坏，仍然产生旋光效应，因此可实现纯相 位调制；当外加电压高于阈值2时，分子的扭曲排列被破坏，则同时产生振 幅调制，不能作为纯相位调制的SLM。 TN型液晶用作纯相位调制SLM，受电压调节范围限制，相位调制幅度不大， 应用范围有限，难以满足近红外通信波段的应用（波长越长则要求液晶层 越厚，调制电压越高，易产生振幅调制）。 2013/12/24 by Z.J.Wan, NGIA-HUST 4 向列相液晶的双折射效应 未加电压，指向矢平行于面板 加足够大电压，指向矢垂直于面板 加一定电压，指向矢与面板成一定倾角 液晶可等效为单轴双折射晶体，光 轴方向为液晶分子的指向矢方向； 入射线偏光的光矢量位于光轴和面 板法线决定的平面内（e光），其 折射率取决于指向矢的倾角（取决 于外加电压）： n n o e n 2 2 2 2 2 