液晶偏振态旋转器设计与分析开题报告

1. 研究目的与意义

随着成像技术发展，偏振成像已经被广泛应用到军事和民用领域，用以发现和甄别目标。在偏振成像中，需要实时改变光的偏振态，以获得不同偏振态下目标的成像，从而实现目标的发现和甄别。传统的实现方法是旋转偏振片或者半波片。该方法的缺点是控制伺服旋转台来旋转偏振片或者波片，旋转速度慢，且会有机械振动导致旋转精度低。本课题旨在设计一种无机械运动的液晶偏振态旋转器，通过施加电压控制液晶分子旋转，从而实现光的偏振态的连续旋转。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

本课题旨在设计一种无机械运动的液晶偏振态旋转器，通过施加电压控制液晶分子旋转，从而实现光的偏振态的连续旋转。随着成像技术发展，偏振成像已经被广泛应用到军事和民用领域，用以发现和甄别目标。在偏振成像中，需要实时改变光的偏振态，以获得不同偏振态下目标的成像，从而实现目标的发现和甄别。传统的实现方法是旋转偏振片或者半波片。该方法的缺点是控制伺服旋转台来旋转偏振片或者波片，旋转速度慢，且会有机械振动导致旋转精度低。为解决这一问题，本文将建立一个电压控制的光偏振旋转器来自动调整光的线性偏振矢量。通过利用琼斯矩阵对液晶偏振旋转器进行理论分析，从而确定液晶偏振旋转器连接输入光场与输出光场矢量的琼斯矩阵，进而推导出施加在液晶偏振旋转器上的电压，从而确定液晶偏振旋转器结构中对出射光偏振态的影响，包括电压精度、液晶盒厚。

3. 研究的方法与步骤

1． 根据液晶的电调谐特性、调谐方法和位相延迟原理设计液晶偏振旋转器的结构，并利用琼斯矩阵与琼斯矢量理论推导液晶偏振旋转器的琼斯矩阵，进而理论上导出偏振角度。

2． 通过matlab数值模拟，讨论液晶偏振旋转器结构中对出射光偏振态的影响因素，例如电压精度、液晶盒厚。

3． 调整参数优化结果。

4. 参考文献

[1] hongwenren,shin-tsonwu,liquid-crystal-based linear polarizationrotator,appl. phys. lett.[j],2007,90，121123;

[2] xu,shoujun,rochester,simonm.,construction and applications of anatomic magnetic gradiometer based on nonlinear magneto-optical rotation ,rev.sci. instrum. [j],2006, 77，083106;

[3] w.zhang,a.potts,intensity modulation and polarization rotation of visible light bydielectric planar chiral metamaterials ,appl.phys.lett. [j],2005, 86，231905;

5. 计划与进度安排

1. 2022年2月24日—2022年3月8日 完成开题报告，翻译

2. 2022年3月9日—2022年5月31日 撰写毕业论文

3. 2022年4月13日—2022年4月26日 中期检查