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液晶与显示

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2026年07期

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材料物理 | 具有有序亲水通道的两性离子型溶致液晶离子导体

材料物理 | 具有有序亲水通道的两性离子型溶致液晶离子导体

摘要:有序溶致液晶为构筑连续离子传输通道提供了有效结构平台。本文以可聚合两性离子型双亲分子SB11-1MA和LiCl水溶液为研究体系,构建SB11-1MA/LiCl水溶液溶致液晶离子导体,并系统研究其室温相行为、结构参数及离子传输性能。偏光显微镜(POM)和小角X射线散射(SAXS)结果表明,该体系可在一定组成范围内自组装形成正相六方柱状相( )。相行为结果显示,LiCl的加入改变了相的组成范围,使六方柱状相区间向较低SB11-1MA含量方向移动。进一步SAXS分析表明,液晶晶格参数随SB11-1MA含量和LiCl水溶液浓度变化而发生规律性变化,表明亲水区域尺寸和分子堆积状态可通过体系组成进行调控。电化学阻抗谱(EIS)测试结果显示,该液晶离子导体在室温下表现出较好的离子传导能力,最高离子电导率达到 1.1×10^-3S?cm^-1。不同组成样品的电导率变化表明,离子传输性能并非简单取决于盐含量或通道尺寸,而是受载流子浓度、亲水区域体积分数及液晶有序结构的协同调控,为有序液晶离子导体的结构设计与性能优化提供了实验依据。
材料物理 | 自组装界面膜驱动的无传统两亲性表面活性剂反向微乳液法制备高稳定 QD@SiO₂

材料物理 | 自组装界面膜驱动的无传统两亲性表面活性剂反向微乳液法制备高稳定 QD@SiO₂

摘要:量子点(QDs)的高效二氧化硅包覆长期受困于传统表面活性剂而引发荧光淬灭,其根本原因在于传统表面活性剂的极性头基(聚氧乙烯链、羟基等)具有配位能力,会与量子点的Zn、Cd等金属原子结合,抢占原始配体的配位位点(如油酸),从而导致量子点的配体脱落和表面缺陷态形成。本文提出一种“无皂”反向微乳液法,彻底摒弃传统两亲性表面活性剂,利用异戊醇/乙二醇双助剂在油水界面的自组装行为形成稳定界面膜,构建无传统两亲性表面活性剂的纳米反应器,成功实现了CdSe/ZnS量子点的高效二氧化硅包覆。系统研究表明,该方法制备的QD@SiO?复合材料光致发光量子产率(PLQY)保持在78.7%~80.6%,远高于传统TritonX-100方法的26%。透射电子显微镜显示,SiO?壳层厚度均匀(14.7 nm)、颗粒分散性优良。以初始功率(1.0 mW,t=0)为基准,抗蓝光老化测试250 h后,绿光功率保持率达93%,显著优于传统方法的55%。本研究从界面热力学和动力学角度阐明了无传统两亲性表面活性剂纳米反应器的形成机制及其对量子点光学性能的保护机理,为高亮度、长寿命量子点复合材料的可控合成提供了新路径。
器件物理及器件制备 | 盒厚约束下液晶过压驱动光学反弹的非对称弛豫特性

器件物理及器件制备 | 盒厚约束下液晶过压驱动光学反弹的非对称弛豫特性

文章编号:1007-2780(2026)07-0942-10 摘要: 过压驱动技术在加速液晶器件响应的同时常引发显著的光学反弹现象, 本文基于Ericksen-Leslie理论建立有限差分模型, 揭示其物理根源在于指向矢在受限空间内的异步弛豫。通过模拟器件的指向矢转角及角速度空间分布, 发现过压激发的层间转速差是引发光学反弹的微观源头。本文聚焦盒厚(5~15μm)这一几何参量, 揭示了异步
器件物理及器件制备 | 基于复琼斯矩阵的扭曲染料液晶调光器件的机理与性能研究

器件物理及器件制备 | 基于复琼斯矩阵的扭曲染料液晶调光器件的机理与性能研究

摘要:液晶凭借独特的物理特性已发展成一类重要的光学调控器件,而染料掺杂液晶(Dye-Doped Liquid Crystal, DDLC)是实现电控光强调制的重要技术路线之一。针对扭曲向列相(Twisted Nematic, TN)染料液晶器件中旋光效应与染料各向异性吸收耦合作用间缺乏定量理论关联的问题,本文构建含吸收损耗的TN型液晶复琼斯矩阵理论模型,建立单层TN搭配偏振片(TN+P)调光结构的暗态透过率解析公式,系统探究扭曲角、液晶盒厚、染料吸收系数以及双折射对器件光学性能的调控规律。以商用正性染料掺杂液晶为核心材料,结合Techwiz LCD 1D光学仿真与样品实验制备,完成理论、仿真、实验闭环验证。理论计算结果表明,液晶扭曲结构会改变光偏振沿光程的演化,破坏染料高效吸收匹配条件,造成暗态漏光;而高双折射材料会加强旋光效应,增强光吸收效率。软件模拟结果和对比度视角进一步印证扭曲角的引入会提高暗态透过率,降低器件性能。实验制备了盒厚分别为5μm、8μm、10μm,扭曲角0°~360°的不同样品,实测结果显示,盒厚10μm、扭曲角为0°时器件暗态透过率低至1.03%,遮光性能最优;8μm器件的响应时间均在50ms内,90°结构借助扭曲弹性复位,下降过程最慢。本文完善了扭曲染料液晶的光学定量分析体系,为高遮光、电控连续可调染料液晶智能窗、光阀器件的结构设计提供完整理论依据与实验支撑。
器件物理及器件制备 | 基于液晶器件相位补偿的光学玻璃残余应力测量

器件物理及器件制备 | 基于液晶器件相位补偿的光学玻璃残余应力测量

摘要:光学玻璃中的残余应力会引起应力诱导双折射效应,导致偏振光产生相位延迟,该相位延迟是实现残余应力定量表征的重要参数。针对传统偏振相位反演方法在较大相位延迟范围内存在相位判定不稳定的问题,提出了一种基于液晶器件相位补偿的光学玻璃残余应力偏振成像测量方法。在偏振光路中引入液晶器件,通过驱动电压连续调节补偿相位,实现液晶补偿量与待测玻璃相位延迟的匹配;以成像灰度与背景灰度差值作为评价指标,通过最小灰度差值确定最佳补偿状态,从而获得光学玻璃相位延迟,并结合应力光学关系实现残余应力反演。实验结果表明,当驱动电压为3.8V时系统达到最佳补偿状态,对应残余应力为36.235 nm/cm,与标准偏振相位反演方法测得的34.128 nm/cm相比,相对偏差为6.17%,两者结果具有较好一致性,验证了所提方法的有效性。
显示技术与应用 | 面向曲面屏的透视变换无畸变3D渲染与显示方法

显示技术与应用 | 面向曲面屏的透视变换无畸变3D渲染与显示方法

摘要:针对自发光曲面屏因物理弯曲导致的图像几何畸变问题,本文提出一种基于透视变换的自适应分段曲面屏无畸变3D渲染与显示方法,使用户观看曲面屏上的渲染场景等效于无屏直接观察三维场景。将连续曲面屏近似为多段平面屏的拼接结构,基于透视变换原理与已知视点位置,反转物像关系并利用透视变换矩阵计算各子屏显示图像;采用自适应区域划分策略,通过Adam算法最小化曲线与拟合折线间的二维均方误差,确定最优划分;在拼接边界处设置重叠区 Δw 并采用线性插值权重函数进行平滑处理,消除接缝失真。Blender 4.0仿真表明,本文方法处理后图像的峰值信噪比(PSNR)达到13.23 dB,相比直接渲染的7.65 dB提升了5.58 dB,超过12 dB的畸变可接受阈值;采用30段(m=30)平面屏拟合曲面,兼顾高PSNR与计算量。本方法可显著降低曲面屏显示畸变,适用于大型户外曲面LED及算力受限的柔性消费电子设备,为裸眼3D技术在曲面显示载体上的应用提供了可行技术路径。
图像处理 | 基于小波与粗概率先验双分支的眼底微细血管分割网络

图像处理 | 基于小波与粗概率先验双分支的眼底微细血管分割网络

摘要:视网膜血管的管径、分叉数等形态参数可作为临床诊疗的重要依据,精准分割微细血管对相关疾病的早期诊断至关重要。现有方法在微细血管检测中易出现血管拓扑断裂的现象,同时普遍存在粗细血管特征融合不充分的缺陷。本文采用IterMiUnet作为粗分割分支提取全局血管特征,Haar小波先验增强细血管频域表达能力,强化边缘细节特征。针对粗分割难以精准识别弱边界、伪影干扰等难分割区域的问题,以粗分割概率不确定性像素作为先验引导,使细血管分割模型主动聚焦上述难分割区域,进一步提升分割精度;构建双尺度概率编码融合机制,结合温度缩放与背景抑制策略,借助细血管分割结果优化粗分割输出,实现两类结果的自适应融合。在DRIVE、CHASE_DB1、STARE三个公开数据集上的实验结果表明,本文算法的分割性能优于当前多种主流方法,F1指标分别达到了0.8257、0.8360、0.8357。本文算法整体分割效果稳定可靠,分割精度优良,能有效捕捉细血管细节并保持血管拓扑完整性。
图像处理 | 高低频增强与跨层图卷积聚合的高光谱图像分类

图像处理 | 高低频增强与跨层图卷积聚合的高光谱图像分类

摘要:针对高光谱图像分类中局部纹理与边缘细节易损失、卷积分支感受野受限以及图分支跨层结构信息利用不足等问题,本文提出一种高低频增强与跨层图卷积聚合的卷积-图卷积联合分类模型。该方法通过高低频残差增强提升输入特征质量,在卷积分支中利用多阶段动态卷积编码提取多尺度空间-光谱特征,在图卷积分支中采用跨层图特征加权聚合增强区域结构建模能力,并通过跨分支注意力融合实现两路特征的协同建模。实验在Indian Pines、Pavia University和Salinas 3个公开数据集上进行,总体分类精度分别达到92.94%、95.11%和97.50%,对应Kappa系数分别为91.94%、93.50%和97.22%。结果表明,所提方法能够兼顾局部细节、空间上下文和区域拓扑结构信息,在不同类型高光谱分类场景下具有较好的综合分类性能。
图像处理 | 基于新型 Top-hat 和小波变换的红外弱小目标检测

图像处理 | 基于新型 Top-hat 和小波变换的红外弱小目标检测

摘要: 针对红外弱小目标图像中存在的目标信号强度低、尺寸小、易受噪声干扰以及背景杂波复杂等问题, 本文提出了一种结合新型形态学 Top-hat 算子与小波变换的红外弱小目标检测方法。首先, 利用改进的形态学滤波对红外图像进行初步背景抑制, 以减少云层、地物起伏及局部强杂波对目标检测的干扰。其次, 对预处理后的图像进行小波分解, 并对低频分量使用局部梯度与局部强度算法进行背景抑制和目标增强, 同时将 3 个高频分量进行累加, 进一步增强目标点的特征信息。将增强后的高频信息与低频信息进行融合, 实现多尺度、多频域联合增强。最后, 通过自适应门限阈值分割方法提取红外弱小目标。实验结果表明, 所提方法在信杂比增益 (SCRG) 上达到最优, 在背景抑制系数 (BSF) 上仅次于 PTCTV 算法, 整体性能优于其他对比方法。其中, 在 Seq6 上 SCRG 和 BSF 分别为 14.16 和 82.49。在 ROC 曲线中, 本文方法在 Seq3、Seq5 和 Seq6 的性能均超过 95%, 充分验证了该算法在复杂场景下能够有效抑制背景和噪声, 具有较强的稳定性和鲁棒性。
图像处理 | YOLO26-DeepSpace:一种面向深空弱小目标的多尺度多目标检测跟踪网络

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摘要: 在太空预警与空间目标监视系统中, 为了有效探测各种空间碎片和其他体量小且信号弱的行星, 针对深空环境存在噪声干扰、目标特征微弱、轨迹非连续性等难题, 本文提出一种基于改进 YOLO26 的目标检测与跟踪算法。首先搭建图像子区域自感知增强模块, 通过局部对比度优化与边缘保护机制加强灰暗目标视觉特性的清晰程度; 其次对 YOLO26 检测网络进行轻量化设计, 引入改进多尺度注意力模块 GCEMA, 加强弱小目标的检测能力; 最终结合 OCSort 跟踪算法与外观重新识别模型 CosmicReID, 实现多目标编目与稳定跟踪。实验结果表明, 与原始网络 YOLO26 和 OCSort 算法相比, 改进后网络结构具有更少的参数量和更快的推理速度, 检测速度提高了 11.9%; 集成系统跟踪准确率提升了 6.2%, 目标身份切换频次减少 48.5%。满足了自动跟踪测量系统的检测精度和跟踪精度等要求。
图像处理 | 基于YOLOv11n的无人机航拍图像目标检测算法

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摘要:针对无人机航拍图像中小目标密集且尺寸小、背景复杂而导致的漏检与误检问题,本文提出基于YOLOv11n的改进MCF-YOLO检测算法。首先,设计了一个小目标特征增强模块MSFE,通过保留高分辨率、加深卷积层并引入残差连接,增强小目标特征表达;其次,在C3k2模块中引入上下文锚点注意力(CAA),利用水平-垂直分离卷积捕获长距离空间依赖,提升全局上下文感知能力,解决背景干扰与目标遮挡问题;最后,采用Focaler-DIoU损失函数,通过引入动态样本权重调节机制,优化边界框回归过程,从而提高小目标定位精度并减少误检和漏检现象。实验结果表明,改进后的算法在VisDrone2019数据集上相比基础YOLOv11n模型,准确率、召回率,mAP@0.5和mAP@0.5:0.95分别提升了6.7%、3.1%、5.6%和3.9%,显著优于其他主流方法。此外,在VEDAI与DOTA数据集上的泛化性测试中,模型的mAP@0.5分别提升了1.2%和1.3%,证明了所提方法在不同场景下的有效性和良好的适应能力。
图像处理 | 基于多特征匈牙利匹配的星图空间目标检测算法

图像处理 | 基于多特征匈牙利匹配的星图空间目标检测算法

摘要:传统匈牙利算法在星图空间目标检测中存在4方面局限性:缺乏运动预测、全局搜索冗余、匹配特征单一和固定权重缺乏适应性。在高低速目标共存、目标密集逼近、尺寸动态变化及低信噪比等复杂场景下,上述不足导致检测精度和身份一致性显著下降。本文提出一种基于多特征递进改进的匈牙利匹配算法,首先引入卡尔曼滤波器对目标位置和速度进行预测,以预测位置替代静态观测位置构造匹配代价;其次利用卡尔曼预测协方差矩阵构建马氏距离门控,将匈牙利匹配的搜索空间从全局约束至预测椭球内的局部区域;然后设计多特征动态权重机制,根据位置、面积和长宽比的实时可靠性自适应调整各特征的代价贡献;最后引入异常惩罚机制,对面积和长宽比异常突变的候选匹配施加额外代价。在5种代表性仿真星图场景(多速度目标、目标密集逼近、多机制混合、高密度目标和低信噪比)下的实验结果表明,本文算法平均MOTA为88.3%,超出传统匈牙利算法(82.4%)5.9个百分点、PPMHT算法(64.6%)23.7个百分点和最近邻算法(82.3%)6.0个百分点;平均IDF1为65.8%,超出传统匈牙利算法(56.3%)9.5个百分点、PPMHT算法(50.0%)15.8个百分点;平均IDS为1.6次,低于传统匈牙利算法(3.9次)2.3次、低于最近邻算法(5.2次)3.6次;算法平均耗时为41.2ms/帧,满足实时性要求。消融实验表明,卡尔曼预测、马氏门控、动态权重和异常惩罚4项改进分别贡献MOTA增益8.8、6.5、3.2和1.2个百分点。本文算法通过4个维度递进改进框架,在检测精度、身份一致性和计算效率之间取得了有效平衡,为星图空间目标的可靠帧间关联提供了一种有效方案。
图像处理 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所液晶光学团队

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中国科学院长春光学精密机械与物理研究所(以下简称长春光机所)液晶光学研究团队,其所从事的液晶材料、液晶光学及液晶器件研究是光学系统先进制造全国重点实验室的重要研究方向之一,现由实验室副主任、吉林省中青年科技创新领军人才穆全全研究员领衔,有研究人员13人,其中博导5人,硕导2人,中科院青年创新促进会会员3人、长春光机所人才2人。团队一直致力于液晶材料、液晶物理、光调控器件及其应用的研究,涵盖从基础

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目录

材料物理 | 具有有序亲水通道的两性离子型溶致液晶离子导体

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材料物理 | 自组装界面膜驱动的无传统两亲性表面活性剂 反向微乳液法制备高稳定 QD@SiO₂

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器件物理及器件制备 | 盒厚约束下液晶过压驱动光学反弹的 非对称弛豫特性

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器件物理及器件制备 | 基于复琼斯矩阵的扭曲染料液晶调光器件的机理与性能研究

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器件物理及器件制备 | 基于液晶器件相位补偿的光学玻璃残余应力测量

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显示技术与应用 | 面向曲面屏的透视变换无畸变3D渲染与显示方法

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图像处理 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所液晶光学团队

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