浅谈液晶的非典型应用

说到液晶，大家的第一反应肯定是液晶显示器，什么液晶电视、液晶笔记本电脑等。确实液晶显示器是液晶材料最成功最伟大的应用，它的出现也极大地推动了整个电子行业的发展。

液晶的发现可追溯到19世纪末，然而由于历史条件限制，液晶在发现之初并没有引起足够重视，70年间都没有大的应用发展。液晶的应用是从1961年出现了转折点，美国RCA公司的G.H.Heimeier博士首次制备了简易液晶器件（将两片透明导电玻璃中间填充向列相液晶），加电压发现液晶盒由红色变成透明态，这不就是彩色显示吗？！作为重大秘密隐藏7年后，RCA公司才向世界公布了这一项液晶发明，很快液晶显示的应用几年间从无到有，从液晶手表、液晶计算器等低档产品，发展到液晶电视、液晶手机等高端显示。

P1 望远镜与液晶

天文爱好者们都知道，观察美丽的星空，不仅需要晴空万里，也要需要无风空旷的环境。“一闪一闪亮晶晶，满天都是小星星”，浪漫而极富诗意的歌谣，背后却隐藏着对人们探索宇宙的阻碍。星星的闪烁不是因为云层的遮挡，而是因为大气的扰动导致星光的扭曲。

星星发出的光波最初以平面波的形式传播。但光束穿透大气层时受到大气湍流的干扰，光波面各处的光程便不再一致，平面波前转变成了不规则的波前。将液晶加载到望远镜的补偿光路中，通过反向信号进行相位的修正来恢复出原始的平面波前，能够将模糊的星空变得清晰明亮。

P2 液晶快门

常用于相机的快门目前都为移动光栅，对于大口径相机来说，这种移动光栅的开关就有很大的延时，液晶快门可实现随意尺寸的光束开关，能够是整个光感面同时开启和关闭，同时有无振动、低功耗、小型化等优点。

P3 液晶变焦

可以想象无需改变镜筒的长度就可以实现任意焦距的改变吗？可以想象一副平面眼镜可以用于近视镜也可以用于远视镜吗？这些的黑科技都将通过液晶修改相位这一功能来实现。不同电压下的液晶具有不同相位延迟性，因此加载凸透镜仿真电压，液晶器件就具有了凸透镜的效果，同理，加载不同焦距的透镜，液晶器件就起到了变焦的效果。这种变焦方式不需要机械件，因此精度更高、稳定性更强。

P4 激光与液晶

激光加工是中国制造2025重点发展的高科技技术，而液晶的加入更使激光加工朝着智能化迈进。液晶在激光加工领域可实现：

平面分束。将原有单束激光转变为多束激光，能量和位置可编程控制，适用于多孔、多工件加工，加工效率较现有水平提高几十倍。

焦深延拓。将激光聚焦后的焦深从微米级提高至毫米级，应用于玻璃、塑料等透明材料打孔、切割。

光束准直和像差矫正。通过液晶的调制还可提高激光器的出光质量，面对极限加工如高精度制孔等应用领域具有重要意义。

平顶光束、环状光束制备。平顶光束将提高制孔精度和切割精度；环状光束将应用于薄质材料大孔单次制备。

曲面分束。实现在非平面加工件上的并行加工。

液晶的这些非典型应用通过液晶型空间光调制器就可以全部实现，随着技术的发展，这些应用也必将作为成熟产品为大家所熟悉。

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