近代物理实验报告—液晶物性(2)

2019-04-09 13:56

测量得:

驱动信号的开关周期为58.40ms 驱动信号的脉冲周期为11.60ms 上升沿时间Ton=8.4ms

下降沿时间Toff=15.00ms

驱动及液晶响应信号随频率的变化规律:

当驱动频率不变时,随着间歇频率的增大,驱动信号的开关周期明显减小,脉冲周期不变;液晶响应信号的波形也随着周期的减小而变窄,但测得的响应时间变化不大。

当间歇频率不变时,随着驱动频率的增大,驱动信号的开关周期略为变小,脉冲周期显著减小;液晶响应信号的波形大致趋势及周期均不变,但原先较为平滑的曲线上,出现的明显的小起伏,类似于一次级波叠加到原先曲线上。 3、液晶的衍射现象

通过缓慢增加液晶的调制电压,当电压值达到5.48V时,观察到液晶盒表面出现彩色的环,紧接着液晶表面变白,变朦胧,渐渐又恢复透明。缓慢减小液晶的调制电压,又达到5.96V时出现彩色环,随电压变化又迅速消失,下降过程比上升过程相比彩色环消失的要迅速一点。

上升过程出现衍射的范围是5.48V-7.63V 下降过程出现衍射的范围是6.13V-4.52V

实验中测量液晶到屏的距离H=13.9cm,λ=650nm,光斑间距a=(6.8-1)/4=1.45cm 可以求得sin??aH?a22?0.1

由液晶相位光栅满足的光栅方程dsin??k? 得光栅常数d?与理论值7?m的误差为

k?650nm??6.5?m sin?0.107?6.5?100%?7.1% 76 / 8

4、测量电光响应曲线 在“常黑模式”下:

Y-t模式

X-Y模式

图6 “常黑模式”下驱动电压与电光响应曲线(示波器存储图)

其中三角波为驱动电压,方波为电光响应曲线。 升压过程中:

1)、阈值电压,即透过率为90%所对应的电压 测得阈值电压大致为6.40V

2)、饱和电压,即透过率为10%所对应的电压 测得饱和电压对应为4.00

3)、阈值锐度,即饱和电压与阈值电压之比为:β=6.40/4.00=1.6 在“常白模式”下:

Y-t模式

X-Y模式

图6 “常白模式”下驱动电压与电光响应曲线(示波器存储图)

示波器上波形与“常黑模式”相反。

7 / 8

五、实验结论:

实验中我们研究了液晶的基本物理性质和电光效应,了解液晶的双折射现象会对旋光角的大小产生的影响,通过测量液晶盒两面锚泊方向的差值,得到液晶盒扭曲角的大小为115°;测量了液晶的响应时间并观察液晶光栅的衍射现象,计算光栅常数的大小为d=6.5?m;在“常黑模式”和“常白模式”下分别测量了液晶升压和降压过程的电光响应曲线。在“常黑模式”下测得了阈值电压、饱和电压和阈值锐度。

六、参考文献:

1、近代物理实验补充讲义 北京师范大学物理实验教学中心 2011

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