液晶光电效应及其应用预习材料.doc

液晶光电效应实验预习材料一、 实验仪器说明图1 液晶光开关电光特性综合实验仪如图1所示，各个按钮的功能：模式转换开关：切换液晶的静态和动态（图像显示）两种工作模式。在静态时，所有的液晶单元所加电压相同，在动态时，每个单元所加的电压由开关矩阵控制。同时，当开关处于静态时发射器光源会自动打开，动态时关闭；静态闪烁/动态清屏切换开关：在静态时，此开关可以切换到闪烁和静止两种方式；在动态时，此开关可以清除液晶屏幕因按动开关矩阵而产生的斑点；供电电压显示：显示加在液晶板上的电压，范围在0.00V7.60V之间；供电电压调节按键：改变加在液晶板上的电压，调节范围在0V7.6V之间。其中单击按键（或按键）可以增大（或减小）0.01V。一直按住按键（或按键）2秒以上可以快速增大（或减小）供电电压，但当电压大于或小于一定范围时需要单击按键才可以改变电压；透过率显示：显示光透过液晶板后光强的相对百分比； 透过率校准按键：当供电电压为0V时，透过率显示如果大于“250”，则按住该键3秒可以将透过率校准为100；如果供电电压不为0，或显示小于“250”，则该按键无效，不能校准透过率。液晶驱动输出：接存储示波器，显示液晶的驱动电压，一般接CH1通道；光功率输出：接存储示波器，显示液晶的时间响应曲线，一般接CH2通道；发射器：为仪器提供较强的光源；液晶板：本实验仪器的测量样品；接收器：将透过液晶板的光强信号转换为电压信号；开关矩阵：此为1616的按键矩阵，用于液晶的显示功能实验；液晶转盘：承载液晶板一起转动，用于液晶的视角特性实验；二、 实验内容和步骤1 实验前准备工作（1） 将液晶板金手指1（如图2）即水平方向插入转盘上的插槽，液晶凸起面必须正对光源发射方向，将角度盘对准0刻度；（2） 打开电源开关，选择模式开关为静态模式，使光源预热10分钟左右；（3） 请勿调整发射器和接收器方向，如发现方向没对准请报告老师；（4） 在静态0V供电电压条件下，将透过率校准为“100”。图2 液晶板方向示意图（视角为正视液晶凸起面）2 液晶光开关电光特性实验（1） 按实验报告册表1的数据改变供电电压，记录相应电压下的透射率数值；（2） 重复3次并计算相应电压下透射率的平均值，依据实验数据绘制电光特性曲线，根据曲线估得阈值电压和关断电压（保留小数点后1位）。3 液晶光开关的时间响应特性实验（1） 将液晶实验仪的液晶驱动输出接入示波器的CH1通道，光功率输出接入CH2通道；（2） 在静态模式0V供电电压条件下，检查和调整透射率为100%；然后再将电压调到2.00V，通过矩阵按键最右上角的按键使液晶变为闪烁状态；（3） 打开示波器电源，按下列步骤调节示波器以正常显示所要测量的波形：. 按下按键区域上方的“存储/调出”；. 按下屏幕区域右侧“初始设置”对应按键；. 调整“水平档位”旋钮为250ms（屏幕下方显示）；. 仔细观察屏幕中动态周期性出现的CH1驱动信号（黄色）和CH2响应信号（蓝色），通过按键区域右边的“运行/停止”来获取一个完整上升沿和下降沿的静止波形。（4） 测量响应信号的数据，具体示波器操作步骤：. 按下按键区域上方的“光标”；. 通过屏幕区域右侧“XY”对应按键切换成X光标模式；. 通过屏幕区域右侧“信源”对应按键切换成CH2模式；. 按下屏幕区域右侧“X1”对应按键选定X1光标，通过按键区域左上方“多功能控制”旋钮将X1光标移动并对准响应信号的上升沿起点（即使光标与驱动信号方波的下降沿重合）；. 按的方法选定X2光标并移动到与驱动信号方波的上升沿重合；. 按下屏幕区域右侧“X1X2”对应按键同时选定两个光标，分别读取此时显示在屏幕区域右侧“X1”和“X2”下面的坐标数据（时间、电压），保留正负号记录在实验报告册表格2内（X1的坐标为上升沿的，X2的坐标为下降沿的）；. 顺时针调节“多功能控制”旋钮，每次只调一个步进（10ms），在表2中依次记录每一步进的X1和X2坐标，共18组。（5） 测量响应信号的上升时间和下降时间，具体示波器操作步骤：. 在示波器处于实验步骤（4）最后的状态下，再次按下“光标”使屏幕中光标消失；. 按下按键区域上方的“测量”，在屏幕区域右下角“上升时间（或下降时间）”处读出并记录通道“2”的数据，再按下该处对应按键，切换显示之后按下“时间设置”对应按键，通过“多功能控制”旋钮在弹出的窗口中将光标移至“FallTime”（若之前读的是下降时间，则此处选择“RiseTime”），然后按下屏幕区域右下角“上页”对应按键，记录通道“2”的“下降时间（或上升时间）”（6） 按表2的数据绘制曲线到坐标图中的“响应信号”区域，同时在“驱动信号”区域绘出对应的方波；4 液晶光开关的视角特性实验水平方向视角特性（1） 取消液晶屏闪烁状态，将电压调回到0.00V，再次检查和调整透射率为100%；（2） 确定当前液晶板为水平方向插入的插槽，按照实验报告册表3的角度数据调节液晶转盘，依次记录下对应的透过率数据到表3的TMAX行中；（3） 将供电电压调到2.00V，按照同样的步骤依次记录数据到TMIN行中；（4） 按TMAX/ TMIN依次计算出对比度并绘图。垂直方向视角特性（1） 关闭液晶实验仪总电源，更换液晶板为垂直方向插入插槽，在0V供电电压条件下调整透射率为100%；（2） 参考照水平方向的测量方法按实验报告册表4的角度记录对应的TMAX和TMIN并绘图。5 液晶的图像显示原理实验将模式转换开关置于动态（图像显示）模式。液晶供电电压调到5.00V。转动液晶面板转盘使液晶板正面朝向实验者。此时矩阵按键板上的每个按键位置对应一个液晶光开关象素。初始时各相素都处于开通状态，按1次矩阵开光板上的某一按键，可改变相应液晶相素的通断状态，所以可以利用点阵