实验08 液晶电光效应实验(2)

检查仪器的初始状态，看发射器光线是否垂直入射到接收器；在静态0V供电电压条件下，透过率显示是否为“100％”。如果显示正确，则可以开始实验，如果不正确，指导教师可以根据附录1的调节方法将仪器调整好。

图7 液晶板方向（视角为正视液晶屏凸起面） .

2．液晶光开关电光特性测量

将模式转换开关置于静态模式，将透过率显示校准为100％，按表1的数据改变电压，使得电压值从0V到6V变化，记录相应电压下的透射率数值。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，可以得出阈值电压和关断电压。

表1 液晶光开关电光特性测量

电压（伏） 透2 射3 率平(%) 均 1 0 0.5 0.8 1.0 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 3．液晶的时间响应的测量

①将模式转换开关置于静态模式，透过率显示调到100，然后将液晶供电电压调到2.00V，选择液晶静态闪烁状态，用存储示波器观察光开关时间响应特性曲线，可以根据此曲线得到液晶的上升时间τr和下降时间τd。

②存储示波器测量时间响应主要操作步骤。 1）触发方式选择普通。

2）触发控制选择边沿触发，并选折上升沿或下降沿。 3）调节触发电平（LEVEL），使触发电压在被测信号电压范围之内。 4）垂直系统设置通道耦合为直流。

5）使用RUN/STOP键启动和停止波形采样。

6）调节电压分度值、时间分度值等，分别观测稳定的上升沿和下降沿，并测量上升时间和下降时间。

7）可使用自动测量功能测量时间。 8）其它功能参见仪器说明书。

4．液晶光开关视角特性的测量

①．水平方向视角特性的测量

将模式转换开关置于静态模式。首先将透过率显示调到100％，然后再进行实验。 确定当前液晶板为金手指1插入的插槽（如图7所示）。在供电电压为0V时，按照表2所列举的角度调节液晶屏与入射激光的角度，在每一角度下测量光强透过率最大值TMAX。然后将供电电压置于2V，再次调节液晶屏角度，测量光强透过率最小值TMIN，并计算其对比度。以角度为横坐标，对比度为纵坐标，绘制水平方向对比度随入射光入射角而变化的曲线。

②．垂直方向视角特性的测量

关断总电源后，取下液晶显示屏，将液晶板旋转90度，将金手指2（垂直方向）插入转盘插槽（如图7所示）。重新通电，将模式转换开关置于静态模式。按照与①相同的方法和步骤，可测量垂直方向的视角特性。并记录入表2中。

表2 液晶光开关视角特性测量

角度（度） 水平方向视角特性 垂直方向视角特性 TMAX（%） TMIN（%） TMAX/TMIN TMAX（%） TMIN（%） TMAX/TMIN -85 -80 ?? -10 -5 0 5 10 ?? 80 85 5．液晶显示器显示原理

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5V左右。此时矩阵开

关板上的每个按键位置对应一个液晶光开关象素。可以利用点阵输入关断（或点亮）对应的象素，使暗相素（或点亮象素）组合成一个字符或文字。矩阵开关板右上角的按键为清屏键，用以清除已输入在显示屏上的图形。

实验完成后，关闭电源开关，取下液晶板妥善保存。

【注意事项】

1．绝对禁止用光束照射他人眼睛或直视光束本身，以防伤害眼睛！

2．在进行液晶视角特性实验种，更换液晶板方向时，务必断开总电源后，再进行插取，否则将会损坏液晶板；

3．液晶板凸起面必须要朝向激光发射方向，否则实验记录的数据为错误数据；

4．在调节透过率100％时，如果透过率显示不稳定，则很有可能是光路没有对准，或者为激光发射器偏振没有调节好，需要仔细检查，调节好光路；

5．在校准透过率100％前，必须将液晶供电电压显示调到0.00V或显示大于“250” ，否则无法校准透过率为100％。在实验中，电压为0.00V时，不要长时间按住“透过率校准”按钮，否则透过率显示将进入非工作状态，本组测试的数据为错误数据，需要重新进行本组实验数据记录。

【思考问题】

1． 什么是液晶的电光效应？

2． 测量液晶光开关的时间响应特性作用是什么？

【附录】

初始光路的调节方法（如附图1）

第一步：调节激光管和液晶的偏振关系。

插上电源，打开电源总开关，点亮激光管（模式转换开关置于静态模式），在激光管预热10~20分钟后。让激光透射过液晶板，旋转激光管，使透过液晶板后的光斑在液晶板的水平方向和垂直方向的光强基本一致。然后保持激光管的偏振方向，将激光管插入激光发射护套内，用螺钉固定。

第二步：调节激光发射器的高度，使激光照射到液晶板（水平方向）的Y9行。

将液晶板金手指1（水平方向）插入转盘上的插槽（插取液晶板前要关闭总电源）。将液晶转盘置于零刻度位置固定住。将供电电压调节到2.00V以上（方便观测液晶板行列），调节激光发射器装置的高度，让激光射到液晶板上的Y9行（且必须是Y9行）。用锁紧螺钉固定激光发射器的高度。

第三步：调节激光接收装置，让激光完全射入激光接收孔中。

将供电电压调节到0V，再调节激光接收装置的高度，同时水平转动激光发射器，让激光完全入射到激光接收装置中(为了使调节更方便，可以取掉激光接收器后盖，让激光直接从接收装置孔中射出，并保证射出的激光光斑没有光晕)。然后将激光发射器和接收装置固定锁紧。

第四步：调节激光光斑到指定位置，即液晶板水平方向的（X8,Y9）坐标点上。

将供电电压调节到2.00V以上，松动液晶转盘底板上的四颗螺钉，移动底板，让激光光斑射到X8列上（且必须是X8列）。此时激光光斑应该照射到液晶板的（X8,Y9）坐标点上。然后固定好底座上的四颗螺钉。 第五步：装激光接收器后盖板。

将激光接收器后盖旋上接收装置，再将插头插入到主机相应的插座上。完成光路调节。 第六步： 初步检验光路。

调整好光路后，将供电电压调节到0V，观测透过率，水平方向和垂直方向的透过率差值应小于15。否则激光管的偏振还需要调节。

1、激光发射护套；2、固定激光发射器旋转的螺钉；3、升高或降低激光发射器旋钮；4、固定激光发射器高度的螺钉；5、激光接收后盖板；6、升高或降低激光接收装置旋钮；7、固定激光接收装置高度的螺钉；8、转盘底板。 附图1 液晶发射装置、接收装置和转盘示意图

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