《液晶器件的电调波谱成像探测技术》主要论述了电控液晶微腔干涉滤光结构及电控液晶聚光调焦微镜的设计、工艺制作、测试、评估的方法和关键技术,建立了电控液晶微腔干涉滤光结构在建模、仿真、测试分析等方面的基本结构和参数体系,详细介绍了通过电控液晶微腔干涉滤光结构获取有效波普成分、谱图像细节等成像信息的方法与应用。
本书总结了作者及其研究团队过去10余年,针对复杂背景环境和目标的本征谱辐射属性,开展可见光和红外谱域具有高信噪比/信杂比特征的灵巧谱成像探测方面的研究工作。重点论述了以电控液晶(LC-FP)微腔干涉滤光结构以及与其匹配的电控液晶聚光调焦微镜(LC-ML阵列)为基本控光结构的谱成像探测方法。分析了以多级次微腔光束反射为基础的LC-FP微腔干涉滤光的基础理论、基本方法和关键技术,建立了LC-FP微腔干涉滤光结构在设计、仿真、工艺、测试与评估等方面的基本结构和参数体系。通过加电驱控LC-FP微腔干涉滤光结构,可以有效获取波谱成分丰富、谱图像细节清晰完整、成像波谱参量易于控制的谱目标图像。所进行的主要研究工作表现在以下几个方面:①建立了多级次光束微腔反射干涉为基础,具有微米级特征深度的微腔滤光结构为执行主体,电控出射可见光和红外谱图像的基础理论;②获得了LC-FP微腔干涉滤光结构和与其相匹配的LC-ML阵列的基本设计方法、制作工艺流程、关键参数体系,谱成像效能的测试和评估方法;③在通过耦合LC-FP微腔干涉滤光结构与LC-ML阵列构建小/微型化灵巧谱成像器件与微系统方面获得了突破。
本书共5章,第1章简述了电控液晶微镜技术;第2章重点讨论了可见光LC-FP微腔干涉滤光成像基本方法;第3章主要讨论了基于LC-FP微腔干涉滤光结构进行红外谱成像的基本问题和基本方法;第4章讨论分析了高谱透射率LC-FP微腔干涉滤光结构谱红外成像探测基本问题;第5章着重分析了在一体化构建LC-ML阵列与LC-FP微腔干涉滤光结构方面的基本属性和特征。
本书所涉及的研究工作是在国家自然科学基金重点项目(编号:61432007)和国家自然科学基金面上项目(编号:60777003)等的资助和支持下完成,在此一并表示衷心的感谢!
奉献该书给读者的目的是推动我国微纳光学成像器件技术及其应用的深入发展,满足从事相关学科研究和教学的专业技术人员、教师和研究生的需要,并可供相关领域的管理人员参考。
作者感谢在研究工作开展和本书文稿准备过程中的诸多同事和研究生的贡献,包括对有关问题的讨论分析、建模与模拟仿真、实验计划制定与实施、重要数据获取、软件编制以及文档报告整理、补充、编辑、打印等。参与的研究生有吴立丰、喻迪、梅再红、刘剑锋、郭攀、荣幸、王成、付守国、樊迪、胡伟、可迪群、瞿勇、陈鑫、牛磊磊、吴立、付安邦、戴婉婉、张怀东、林久宁、刘中论、康胜武、刘可微等。
作者感谢相关审稿专家对书稿修改所提出的宝贵而中肯的意见和建议。
由于作者水平有限,书中疏漏与不足之处在所难免,恳请读者不吝赐教。
第1章 电控液晶微镜技术概述
1.1 功能化液晶材料发展现状
1.2 电控液晶微镜
第2章 电控液晶可见光微腔干涉滤光成像探测
2.1 液晶基微腔干涉滤光
2.2 建模与仿真
2.3 液晶层中的空间电场
2.4 微腔中的液晶指向矢分布与光学属性
2.5 级联LC-FP微腔干涉滤光结构
2.6 液晶基LC-FP工艺流程
2.7 可见光LC-FP微腔干涉滤光结构测试与评估
2.8 小结
第3章 液晶基电选电调红外波谱成像探测
3.1 红外LC-FP微腔干涉滤光
3.2 电控LC-FP微腔干涉滤光结构建模与仿真
3.3 红外LC-FP微腔干涉滤光结构设计
3.4 工艺制作、性能测试与评估
3.5 红外LC-FP微腔干涉滤光原理芯片测试与分析
3.6 电控红外谱成像探测
3.7 小结
第4章 高谱透射率LC-FP微腔干涉滤光结构与红外谱成像探测
4.1 高红外谱透射率LC-FP微腔干涉滤光结构建模与仿真
4.2 红外LC-FP微腔干涉滤光结构工艺制作
4.3 电控干涉滤光特征
4.4 级联LC-FP微腔干涉滤光结构红外成像波谱特性
4.5 小结
第5章 一体化微腔干涉滤光与液晶微镜聚光调焦
5.1 复合微腔干涉滤光与电控液晶微镜聚光调焦
5.2 用于多模成像的液晶基电控聚焦与调焦
5.3 液晶基微腔干涉滤光与聚光调焦复合芯片
5.4 红外光学特性测试与评估
5.5 小结
参考文献