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自从液晶材料在显示器件中得到应用以来,液晶光栅器件得到了人们的普遍关注。由于向列相液晶具有光学上各向异性的单轴晶体的特性,以及电学上的介电常数各向异性的性质,在外电场作用下由向列相液晶制成的液晶光栅其液晶分子的介电常数会发生改变,从而导致液晶分子的光学特性发生变化。因此在外电场作用下,液晶光栅的光学特性是可调的。当入射光通过空间周期电场作用下的向列相液晶光栅盒时,其衍射光强受到施加在液晶盒上外电场的电压控制。因此液晶光栅的这种光电特性在衍射光学、光电开关、光束偏转控制等许多领域具有广泛的应用前景。电控液晶光栅是将具有介电各向异性的向列相液晶层置于两块平板玻璃之间。在一块玻璃基板上制有透明的条纹电极,条纹电极用光刻工艺制作,而另一块玻璃基板上则为连续电极。当空间周期电场加到液晶分子上,即可发生液晶分子的重新排列。在入射光透过液晶层时,会产生光程长度的周期性变化,形成电控液晶光栅。本论文对电控液晶光栅的理论进行了分析,利用差分迭代法计算了平行排列及扭曲排列向列相液晶盒中指向矢分布的计算,根据指向矢的分布情况得到了平行排列及扭曲排列向列相液晶的等效折射率和相位延迟随电压的变化关系,并对两种排列进行了比较分析;在矩形光栅的理论基础上,建立了液晶光栅与等效矩形光栅之间的理论模型,并且计算了零级衍射效率和槽深的理论数据。为了对平行排列电控液晶光栅进行实验验证,实际制了多片电控液晶光栅,并且将样品进行实际测试,就实验数据与理论模型进行比较,得到了考虑电场边缘效应时的修正系数和槽深的修正计算公式,并通过修正公式得出了槽深和占空比修正值的图形,分析了电场边缘效应对液晶光栅衍射特性的影响。当电控液晶光栅占空比为0.5并且光线正入射液晶盒时,由实验测试数据可以发现由于电场边缘效应的影响,液晶光栅偶级衍射出现。在本文的最后还分析了随着电压的变化,电场边缘效应对液晶光栅衍射效率、相位差、占空比修正值及槽深变化的影响。文中电场边缘效应的分析,对今后电控液晶光栅的进一步研究奠定了理论基础。本论文的创新主要在于两个方面:(1)比较了平行排列与扭曲排列电控液晶光栅的优劣。(2)建立了液晶光栅的等效矩形光栅模型,并且分析了电场边缘效应对电控液晶光栅衍射特性的研究。