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液晶微流体中拓扑缺陷的形态研究

液晶与显示 2022年第10期37卷 1278-1284页

作者：赵思纯沈冬郑致刚华东理工大学物理学院上海200237 华东理工大学材料科学与工程学院上海200237

为了研究向列相液晶微流体在不同界面限制内拓扑缺陷的产生与演化,制备了不同表面锚定条件的微通道。通过采用不同表面特性的基板与聚二甲基硅氧烷制备的结构层键合,并合理利用氧等离子体对通道内壁化学特性的改变,最终制备出3种不同表... 详细信息

为了研究向列相液晶微流体在不同界面限制内拓扑缺陷的产生与演化,制备了不同表面锚定条件的微通道。通过采用不同表面特性的基板与聚二甲基硅氧烷制备的结构层键合,并合理利用氧等离子体对通道内壁化学特性的改变,最终制备出3种不同表面锚定条件的微流体通道。观察向列相液晶在其中的流动,总结了不同类型拓扑缺陷的出现规律。实验结果表明:平面取向的微通道内液晶分子排列连续,不会出现明显的缺陷结构。混合取向的微通道在界面锚定之间的竞争作用下,会在上表面附近形成稳定的相错线,相错线的数量与微通道的宽深比相关。正常情况下,垂直取向的微通道内指向场的变化具有良好的连续性,通过控制流速突变产生回流可以有效破坏微通道内指向场的连续性,从而产生动态的拓扑缺陷。缺陷的数量与流速相关。当流速恒定时,缺陷结构会维持短暂的动态平衡,随后会在通道内产生规律的波动。

关键词：微流体向列相液晶微通道表面锚定拓扑缺陷

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基于SLM投影拼接技术的液晶光学元件制备

液晶与显示 2022年第9期37卷 1132-1139页

作者：余丽红沈冬郑致刚华东理工大学物理学院上海200237 华东理工大学材料科学与工程学院上海200237

提出了一种以硅基液晶空间光调制器(LCOS SLM,以下简称SLM)为基础的投影拼接式光取向技术。通过结合SLM和二维移动平台可以实现任意尺寸、任意几何相位图案化分布的液晶光学元件的制备。基于此技术,通过连续扫描曝光的方法制备了多种液... 详细信息

提出了一种以硅基液晶空间光调制器(LCOS SLM,以下简称SLM)为基础的投影拼接式光取向技术。通过结合SLM和二维移动平台可以实现任意尺寸、任意几何相位图案化分布的液晶光学元件的制备。基于此技术,通过连续扫描曝光的方法制备了多种液晶光学元件:一维偏振光栅、二维光栅、微透镜阵列和全息图。实验结果表明:通过该技术可以实现连续相位分布的光学元件的制备和扩大光学元件的口径;尺寸为25.4 mm×25.4 mm的一维偏振光栅的衍射效率达到98.32%,且各区域误差不超过1%;可以仅改变加载到SLM上的曝光图样,实现二维周期性或其他复杂图案的液晶光学元件的制备。基于SLM的投影拼接式光取向技术具有高分辨率、高效率、工艺简单、可实现任意尺寸光学元件制备等特点,可以进一步推动液晶光学元件的发展和实际应用。

关键词：液晶光学元件空间光调制器光取向几何相位拼接

基于LCP/TLC的复合多维偏振型防伪器件

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物理学报 2023年第17期72卷 225-232页

作者：朱雨雯袁丛龙刘炳辉王骁乾郑致刚华东理工大学材料科学与工程学院上海200237 华东理工大学物理学院上海200237

现代防伪技术的发展可有效抑制和打击伪造仿冒行为,在信息安全、国防和经济等领域具有重要意义.然而,实现多维度、集成化、难复制且便于检测的光学防伪器件仍是一个挑战.本文设计了一种基于图案化液晶聚合物(LCP)薄膜与热致变色胆甾相(T... 详细信息

现代防伪技术的发展可有效抑制和打击伪造仿冒行为,在信息安全、国防和经济等领域具有重要意义.然而,实现多维度、集成化、难复制且便于检测的光学防伪器件仍是一个挑战.本文设计了一种基于图案化液晶聚合物(LCP)薄膜与热致变色胆甾相(TLC)复合而成的多维偏振型防伪器件,它具有偏振态显现-隐藏、颜色调谐范围广、操作便捷、集成度及安全性高等优点.对于特定偏振态的入射光,图案化向列相LCP层可对其进行区域化相位编辑产生偏振态调制,而TLC层对该入射光进行选择性反射,因此巧妙地实现了一种图案化结构色防伪标签.该防伪器件可通过调整入射光偏振方向实现彩色图案的显现、隐藏、色彩调节及图底转换.此外,该器件中的TLC层不仅可通过灵活设计体系配比,满足不同环境温度对该防伪器件的应用需求,增强其环境适用性,还可便捷地利用体温进行加热,实现图案的动态实时宽谱域色彩调制及可逆的图案擦除,进一步增强其防伪维度与安全性.本文所述器件为防伪领域的发展提供了崭新的思路.

关键词：偏振依赖多维度防伪热致变色液晶液晶聚合物

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通过定制条纹电极实现向列子的偏转

液晶与显示 2023年第9期38卷 1164-1170页

作者：张耸宇王翼飞沈冬王骁乾罗锻斌郑致刚华东理工大学物理学院上海200237 华东理工大学材料科学与工程学院上海200237

向列相液晶是一种研究空间光孤子的绝好的非局域非线性介质。为了对向列相液晶中空间光孤子的偏转进行灵活的调制,设计了具有梳状电极结构的液晶盒。对这种定制电极结构的液晶盒施加电场可以实现向列液晶在周期阵列内的调制,从而实现了... 详细信息

向列相液晶是一种研究空间光孤子的绝好的非局域非线性介质。为了对向列相液晶中空间光孤子的偏转进行灵活的调制,设计了具有梳状电极结构的液晶盒。对这种定制电极结构的液晶盒施加电场可以实现向列液晶在周期阵列内的调制,从而实现了向列子和向列子对的可控偏转。在液晶分子的不同取向区域,入射激光束形成的向列子可以产生不同角度的偏转。当光束入射到定制电极宽度为910μm的液晶盒中,通过改变光束的入射位置可以实现单光束约60°范围内的偏转。双光束入射到不同的位置可以形成多种偏转组合形式。改变光束的入射角度,可以观察到向列子对在界面处的非线性全反射。此外,将定制条纹电极的宽度更改为300μm后,向列子对可以实现平行传输到相互会聚或发散之间的切换。这些关于向列子偏转的调控方法可以在全光电路和光通信中发挥重要作用。

关键词：向列相液晶向列子向列子对光束偏转液晶阵列

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多故障诊断的即时策略研究

兵工学报 2014年第6期35卷 921-926页

作者：郑致刚胡云安吴亮总参谋部陆航研究所北京101121 海军航空工程学院山东烟台264001 海军驻合肥地区军事代表室安徽合肥230088

目前的系统多故障诊断一般是在固定的初始多故障模糊组下预先生成平均测试代价最小的测试序列,然后根据该测试序列建立故障诊断树进行故障定位,因此测试执行顺序和故障诊断树相对固定,当初始多故障模糊组变化后,诊断策略并不能随之灵活... 详细信息

目前的系统多故障诊断一般是在固定的初始多故障模糊组下预先生成平均测试代价最小的测试序列,然后根据该测试序列建立故障诊断树进行故障定位,因此测试执行顺序和故障诊断树相对固定,当初始多故障模糊组变化后,诊断策略并不能随之灵活地改变。针对这个问题,提出一种多故障诊断的即时策略,推导了多故障模糊组概率计算的迭代公式,通过基于单位代价故障隔离度和信息熵的评估函数选择最佳测试,使用集覆盖的算法寻找后验概率最大的故障单元进行更换或修理。测试案例分析表明:这种即时策略能够灵活地利用已知信息进行多故障定位,具有计算简单、存储空间小的特点,适合复杂系统的多故障诊断。

关键词：系统评估与可行性分析多故障诊断即时策略紧集故障隔离度信息熵集覆盖

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基于液晶调制光偏振的荧光量子点显示模式

液晶与显示 2023年第1期38卷 32-39页

作者：汪思涵王骁乾薛文彬李瀚璘王翔乾彭增辉沈冬郑致刚华东理工大学物理学院上海200237 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033

传统的显示器由于滤色器的存在,有较大的功耗且能量利用率不高。本文提出了一种利用液晶调制紫外光偏振态以实现对受到局域表面等离子体共振影响的荧光量子点光强调制的方法,所设想的显示设备由用于产生局域表面等离子体共振的金属纳米... 详细信息

传统的显示器由于滤色器的存在,有较大的功耗且能量利用率不高。本文提出了一种利用液晶调制紫外光偏振态以实现对受到局域表面等离子体共振影响的荧光量子点光强调制的方法,所设想的显示设备由用于产生局域表面等离子体共振的金属纳米结构、附着于金属纳米结构电场热区的荧光量子点和基于液晶结构的光偏振调制模块组成。对单个像素的情况进行了理论模拟和原理分析,计算了若干金属纳米结构对不同偏振态的紫外光的响应。理论验证了特定金属纳米结构的表面等离子体光强放大效应,通过电子束刻蚀和半导体沉积等技术手段可在光强放大的电场热区植入荧光量子点,受到紫外光偏振态调制的金属表面等离子体产生可控的光强增强或减弱,进而激发或者抑制相应颜色的量子点发出不同颜色的光,使其可以用于显示。提出了一种新颖的显示模式,不同于传统显示,其具有较高的能量利用率和较大的色域,虽然其存在色彩对比度较低、分辨率不够高等问题,但提议确实为人们日常的信息显示提供了一种新的思路和一种潜在可能,相信随着技术的进步和设计结构的优化,这种光偏振态调制受表面等离子体激励的荧光量子点的方法可以在显示以及非显示领域获得应用。

关键词：等离子体共振荧光量子点液晶光的偏振态光强增强

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双重复合式液晶/聚合物电调谐光栅的制备

物理学报 2008年第11期57卷 7344-7348页

作者：郑致刚李文萃刘永刚宣丽中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室长春130033 中国科学院研究生院北京100049

采用一次性全息曝光的方法同时在样品上制备了周期分别为1μm和4μm,衍射效率电场可调的双重复合式液晶/聚合物光栅.使用He-Ne激光器对复合光栅的衍射特性进行了实验研究,发现光栅存在两个1级衍射极强峰.对峰值衍射效率的测定结果表明,... 详细信息

采用一次性全息曝光的方法同时在样品上制备了周期分别为1μm和4μm,衍射效率电场可调的双重复合式液晶/聚合物光栅.使用He-Ne激光器对复合光栅的衍射特性进行了实验研究,发现光栅存在两个1级衍射极强峰.对峰值衍射效率的测定结果表明,周期1μm的光栅衍射效率为90%,周期4μm的光栅,60%.结合耦合波理论计算了周期1μm和4μm光栅的衍射效率理论值,分别为92.57%和63.68%.实验结果与理论值符合得非常好.对电光特性的测试表明该复合光栅内的两套子光栅的驱动电压V90比较接近,分别为7 V/μm(周期1μm)和6 V/μm(周期4μm),从而保证了电调谐的同步性.

关键词：光栅液晶驱动电压电光特性

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基于信号功率谱的模拟电路嵌入式测试

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2012年第2期31卷 227-231页

作者：郑致刚胡云安陆航研究所北京101121 海军航空工程学院控制工程系山东烟台264001

针对模拟电路内建自测试问题,提出一种基于信号功率谱的嵌入式测试方法.采用由电压比较器构成的采样器对被测电路的输入信号和输出信号进行采样,得到频谱特性不变的数字信号序列,使用最大熵谱法计算输出序列和输入序列之间的功率谱密度... 详细信息

针对模拟电路内建自测试问题,提出一种基于信号功率谱的嵌入式测试方法.采用由电压比较器构成的采样器对被测电路的输入信号和输出信号进行采样,得到频谱特性不变的数字信号序列,使用最大熵谱法计算输出序列和输入序列之间的功率谱密度比,将得到的比值与正常电路的比值进行分类比较后,确定被测电路的故障状态.在基于DSP的模拟电路测试平台上,应用信号功率谱方法对低通滤波器电路进行测试.结果表明:该方法能有效地检测模拟电路中的各种故障,硬件实现方案简单易行,适合模拟电路的嵌入式测试.

关键词：模拟电路嵌入式测试故障诊断功率谱密度自相关函数采样器最大熵谱数字信号处理器

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模拟电路符号法可测度分析的改进

计算机测量与控制 2012年第9期20卷 2331-2334页

作者：郑致刚胡云安陆航研究所北京101121 海军航空工程学院山东烟台264001

可测度是电路测试和故障诊断中一个重要概念,是测试节点选择的一个量化指标;使用符号分析的方法进行电路可测度计算;为了解决当诊断方程分母多项式的最高项系数不等于1时,符号法不能应用的问题,提出了一种原始诊断方程变换的新方法,利... 详细信息

可测度是电路测试和故障诊断中一个重要概念,是测试节点选择的一个量化指标;使用符号分析的方法进行电路可测度计算;为了解决当诊断方程分母多项式的最高项系数不等于1时,符号法不能应用的问题,提出了一种原始诊断方程变换的新方法,利用符号法计算变换后诊断方程的可测度;电路实例分析表明,改进后的方法可以处理任意形式的电路诊断方程,计算中避免了误差的引入,具有计算简单、结果准确的特点。

关键词：可测度故障诊断方程模拟电路符号法雅可比矩阵