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液晶与显示

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2026年04期

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材料物理 | 聚合物稳定蓝相液晶的取向控制与电场调谐

材料物理 | 聚合物稳定蓝相液晶的取向控制与电场调谐

摘要:蓝相液晶作为具有自组装三维晶格结构的光子晶体,在可调谐光子器件及光谱调控等领域展现出广阔的应用前景。为拓展蓝相液晶的反射光谱范围,本研究提出电调谐聚合物稳定蓝相液晶的方案,并进行理论分析和数据表征。首先,通过光取向技术获得均一排列的单畴蓝相液晶,利用紫外光固化其中单体形成聚合物网络,制备具有良好热稳定性的聚合物稳定蓝相液晶。对液晶盒施加直流电场诱导其晶格变形,实现反射光谱的宽范围调谐。进一步地,将光学相位信息编码至液晶分子的取向分布,通过聚合物稳定蓝相液晶的图案化取向,实现了全息显示应用。结果表明,聚合物稳定蓝相液晶在直流电场作用下可以实现反射光谱中心波长在439~662 nm波段范围的可逆调谐,基于反射式全息相位设计可以重现出可见光范围的彩色图像。该研究为构建稳定且电可调谐宽反射波段的功能材料提供了有效方案,在信息显示、光学加密和光子器件等领域展现出应用潜力。
材料物理 | 具有宽范围热致变色的胆甾相液晶薄膜

材料物理 | 具有宽范围热致变色的胆甾相液晶薄膜

摘要:胆甾相液晶弹性体因其独特的螺旋结构和可调光学响应,在智能变色材料领域受到广泛关注。然而,受限于聚合物网络的约束,胆甾相液晶弹性体通常具有较窄的热致变色范围或需要较高温度才能实现显著变色。本文通过引入不同含量的链延伸剂EDDET,制备了一系列具有不同交联密度的胆甾相液晶薄膜(CLCFs),研究了交联密度对其热致变色和机械致变色性能的影响。实验结果表明,随着EDDET含量增加,交联密度降低,热致变色范围显著扩大。在20~100℃范围内,反射波长最大红移可达259 nm;同时,材料的热响应灵敏度明显提升,在60~80℃区间内最大局部热灵敏度达到8.2 nm·℃ ^-1 。力学测试显示,降低交联密度可有效提高断裂伸长率和相应的波长蓝移范围。结合预拉伸处理后,CLCF的热致波长移动范围可达340 nm,平均热敏感度达到4.31 nm·℃ ^-1 。这种具有宽热致变色范围和高灵敏度的CLCF在智能传感、信息加密及可穿戴光学器件等领域具有潜在应用价值。
器件物理及器件制备 | 方形孔径液晶透镜梳状电极结构的优化设计

器件物理及器件制备 | 方形孔径液晶透镜梳状电极结构的优化设计

摘要:针对传统梳状电极液晶透镜存在的电压梯度不均匀问题及相位分布不均匀问题,本研究设计了一种电极结构,旨在优化液晶透镜的光学性能。通过改进电极布局,在保持驱动电压数量不变的条件下,解决了相邻电极间电压分布不均的问题。实验采用光刻工艺分别制备新型电极与传统电极液晶透镜,使用干涉原理分析了两种结构的波前图与波前均方根误差(RMS),且对液晶透镜的位相分布及成像性能进行了分析。结果表明,新型电极结构成功消除了电压梯度不均匀现象,新型结构液晶透镜的波前图呈现规则的圆形分布,其波前RMS较传统结构降低约19.4%,且位相分布与成像性能均优于传统结构。本研究验证了电极结构优化对液晶透镜性能提升的有效性,为高精度可调焦光学器件的开发提供了技术方案。
器件物理及器件制备 | 动态背光控制对液晶响应时间的影响

器件物理及器件制备 | 动态背光控制对液晶响应时间的影响

摘要: LCD屏幕在显示黑色画面时出现漏光是一种常见的现象,主要由屏幕结构和背光系统特性搭配导致。而常见的、简单有效的改善方法为降低屏幕整体亮度以显著减少漏光的可见度。本文系统研究了开启动态背光控制(DBC)后液晶响应时间的变化规律,测量了黑白画面下时序控制器(TCON)输出不同PWM占空比(Duty)下的液晶响应时间数据。黑画面漏光通过TCON中DBC功能来解决,即在显示黑画面时,TCON输出的PWM占空比为PWM输入的40%;白画面输出占空比为输入PWM的100%并将信号传输至LED驱动器。此方式可改善黑画面漏光,但在直流(DC)调光应用下,结合LED驱动器识别PWM占空比再到输出LED电流的机制,会导致液晶响应时间的增加。光学仪器测试结果为51.9 ms,严重超出设计规格Max 25 ms。针对此问题,本文提出了在保持LCD屏幕最大亮度不变前提下,将白画面输出PWM占空比设定为99.6%,经实测液晶响应时间可缩短至24.7 ms,既解决了黑画面漏光问题又能满足液晶响应时间的要求。
器件物理及器件制备 | 抑制 LCD 离轴漏光的光学补偿膜设计

器件物理及器件制备 | 抑制 LCD 离轴漏光的光学补偿膜设计

摘要:为改善高级超维场转换液晶显示器(ADS LCD)在斜视角(方位角 ψ=45^° ，极角 θ=60^° )下的漏光问题,本文设计了一种光学补偿膜并将其集成在偏光片中,并对使用该光学补偿膜的ADS LCD的斜视角漏光程度、色偏等方面进行了研究。首先,根据ADS LCD斜视角漏光的原理(离轴漏光),利用TechWiz软件,模拟出能有效减轻斜视角漏光的液晶和补偿膜的搭配方案。接着,制作不同补偿值的偏光片并将其贴附在液晶显示屏上。然后,通过光学设备测试斜视角漏光亮度和色偏情况,确定最终光学补偿膜方案。实验结果表明,有两种补偿膜方案可使斜视角漏光亮度下降95%以上:组配①:负性液晶 (90^°)+(+B)+(-C) 补偿膜 ;组配②:负性液晶 (90^°)+(+C)+(+A) 补偿膜。使用该光学补偿膜的偏光片可改善ADS LCD斜视角画面泛白的现象。
器件物理及器件制备 | 氧化物半导体薄膜晶体管的研发现状与发展趋势分析

器件物理及器件制备 | 氧化物半导体薄膜晶体管的研发现状与发展趋势分析

摘要:氧化物半导体薄膜晶体管(Oxide Semiconductor Thin-film Transistor, OS TFT)以其高迁移率、优良均匀性与低制造成本等优势,已成为高端显示技术的核心驱动元件,并逐步向传感、存储、类脑计算等集成系统领域拓展。本文基于Web of Science与Incopat数据库,对2016~2025年间的OS TFT领域的科研论文与专利数据进行了系统性分析。研究发现,全球研发活动高度集中于东亚地区,中国与韩国在论文与专利产出方面领先。然而,该领域存在明显的学术-产业失衡:90%以上论文来自高校及科研院所,而81.01%的专利由企业持有,产学研转化不足。同时,专利集中度偏低,技术壁垒尚未形成;上游关键材料溅射靶材仍由日本主导(占比54.55%),对中国产业链安全构成潜在风险。未来,OS TFT将突破传统显示驱动,与传感、存储与类脑计算等领域深度融合,本文就其在这些领域中的发展趋势及存在问题进行了分析。
图像处理 | 基于改进 BEGAN 的钢材缺陷图像数据增强方法

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文章编号：1007-2780（2026）04-0523-11 摘要：材料科学研究在逐渐开发由计算机视觉主导的深度学习方法，然而目前有限的实验数据难以支撑此类基于大数据的方法探索。针对以上问题，本文提出一种改进的边界均衡生成对抗网络（Boundary Equilibrium Generative Adversarial Networks， BEGAN）的数据增强模型。首先，将生成器网络中归一化的方
图像处理 | ICR-DETR: 面向工业领域的无损检测模型

图像处理 | ICR-DETR: 面向工业领域的无损检测模型

摘要:钢材表面缺陷的准确高效检测对工业质量控制至关重要。RT-DETR模型虽然在速度和精度之间提供了良好平衡,但在处理复杂、细粒度缺陷时,其固定的特征提取方式和检测精度仍存在局限。为此,本文提出一种基于RT-DETR的改进检测算法——ICR-DETR。首先,采用UniRepLKNet作为骨干网络,显著提升模型对金属表面特征的感知能力;其次,在颈部网络中引入LWN-CS模块,结合可学习小波变换与通道混洗机制,有效增强高频细节建模与特征融合能力;最后,设计Shape-WIoU损失函数,将WIoU的非单调样本加权机制与Shape-IoU融合,综合建模边界框的形状特征与尺度相关性,提升定位精度与鲁棒性。实验在公开的钢材表面缺陷数据集NEU-DET上展开,结果表明ICR-DETR在准确率、召回率与mAP方面分别达到77.92%、75.71%与78.42%,优于现有主流检测算法。此外,为验证模型泛化能力,还在自建的滑触线脱落数据集ICRFD以及重卡裂纹数据集FDMPI上进行了测试,验证了其在复杂工业环境下的实用性和鲁棒性。实验结果表明,所提ICR-DETR能有效支持复杂工业场景下的高精度缺陷检测任务。
图像处理 | 融合混合注意力的轻量化柑橘成熟度检测算法

图像处理 | 融合混合注意力的轻量化柑橘成熟度检测算法

摘要:针对自然环境下果树柑橘检测中面临的成熟度区分困难、枝叶与果实遮挡严重、模型复杂度高及资源部署受限等挑战,本文提出了一种基于改进YOLOv11的轻量化树上柑橘成熟度检测算法YOLO-HiP。首先,采用改进的HGNetv2-L网络作为主干网络,并结合分层特征提取策略,显著提升了模型在复杂场景中的解析能力,同时有效降低了计算复杂度和资源消耗。其次,设计了轻量化混合注意力模块C2PSA_iRMB,通过融合C2PSA机制与iRMB模块,优化了计算开销,并增强了长距离信息的处理能力,提升了模块的灵活性与计算效率。最后,构建了C3k2_PConv模块,通过减少冗余计算和内存访问,进一步提高了空间特征提取的效率。实验结果表明,YOLO-HiP在 mAP₅₀ 上达到了94.3%,较原模型提升了4.7%;参数量仅为5.1M(减少45.7%);计算量降至13.9GFLOPs(降低34.7%);帧率提升至227.4帧/s(提高25.1%)。该模型在保证检测精度的同时,显著压缩了模型规模,为柑橘采摘机器人等嵌入式系统计算资源有限的平台提供了创新且可行的解决方案。
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文章编号：1007-2780（2026）04-0565-13 摘要：针对持续图像分割中旧类知识灾难性遗忘、新类目标表征不足以及背景语义随任务推进动态偏移等问题，本文提出一种面向类增量场景的原型对齐持续图像分割方法（Prototype-Aligned Incremental Segmentation， PAIS）。该方法从对象级表征稳定性的角度出发，对持续学习过程中解码端对象查询的初始化、演化与
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文章编号：1007-2780（2026）04-0578-14 摘要：针对现有阴影去除方法在全局对比关系建模不足、区域差异化处理能力有限以及易产生阴影残留与边界伪影等问题，提出一种基于区域对比与边界感知的阴影去除网络。首先，设计多尺度注意力机制，利用互补空间表征以及关键区域增强提高图像结构一致性;其次，构建阴影感知模块，对阴影区域与非阴影区域采用差异化特征处理策略，提升阴影边界及其过渡区域的连续性
图像处理 | 基于扩散模型的多时相遥感影像的相对辐射归一化

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摘要:相对辐射归一化是多时相遥感分析的基础技术,但传统方法在处理非线性畸变、异常值干扰及异质地表覆盖条件时往往存在局限性。针对这些挑战,本文提出了一种基于扩散的概率框架,将辐射不一致性建模为确定性残差与随机扰动的组合。在该框架中,前向过程通过结构化噪声与随机噪声的叠加模拟辐射畸变的多源特性,而后向过程则依托双目标变分优化策略,在重建辐射一致性的同时保留原始影像的细节特征,从而在数学层面上实现了对复杂辐射畸变的精细化建模。其核心设计是空间-光谱注意力网络,该网络通过融合空间与光谱双注意力模块,在特征提取过程中动态强化关键波段响应与局部纹理结构,实现对跨波段依赖关系和多尺度空间上下文的高效捕获。为进一步提升模型在复杂场景下的适应能力,研究设计了基于结构相似性指数的预处理策略,通过自动筛选稳定伪不变区域引导模型训练,有效降低地物变化带来的干扰,增强训练样本的代表性与模型收敛的稳定性。基于多时相哨兵2号数据集的综合实验表明,所提方法在定量评价指标上持续优于现有对比方法,不仅具备更高的辐射校正精度和光谱保真度,还在植被指数一致性和纹理细节保留方面展现出显著优势。综上,该扩散驱动网络为大规模遥感影像相对辐射归一化提供了一种实践适应性的解决方案,未来可进一步拓展至多传感器融合与时间序列分析等应用场景。

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目录

材料物理 | 聚合物稳定蓝相液晶的取向控制与电场调谐

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