第三章 液晶波板參數研究與元件設計
3.4 不同厚度液晶波板在全波板與半波板的比較
我們可以將四種不同厚度的液晶波板，其相位延遲對電壓作圖，
第一塊液晶波板的厚度為 19.5um，此厚度不加電壓時，其相位延遲 的調變為半波長調製，第二塊液晶波板的厚度為 18.49um，第三塊液 晶波板的厚度為 9um，此厚度不加電壓時，其相位延遲的調變為全波 長調製，第四塊液晶波板的厚度為 3.35um，則其相位延遲對電壓的 調變如下圖 3.8
2 4 6 8 10
0 2 4 6 8 10 12 14
phase retardation
V(volt) 3.35um 9um 18.49um 19.5um
圖 3.8 不同厚度 相位延遲 V.S.電壓
可以知道若是不加電壓時，則曲線 9um 的起始相位為 6
π
，曲線 19.5um 的起始相位為 13π
，我們現在比較三種不同加電壓的相位調變方式 情況，第一種就是不加電壓，比較其斜向入射時，不同曲線在 X=0 時 的光強度變化，第二種則是使正向入射光其相位遲延皆為 2π
，比較40
其斜向入射時，不同曲線在 X=0 時的光強度變化，第三種則是使正向 入射光其相位遲延皆為
π
比較其斜向入射時，不同曲線在 X=0 時的光 強度變化。首先我們先比較不加電壓的情形，如圖 3.9，可以了解不 加電壓時，其所有 X=0 的曲線很平緩，表示斜向入射時的相位延遲與 中心相當，這也說明液晶波板對於斜向入射光具有很好的調製，對於 厚度為特殊厚度，當然也具有特殊的相位變化，曲線為 19.5um 時，在不加電壓時，其光強度皆為最大，表示此時液晶波板的相位延遲為 半波長，這說明了曲線 19.5um 在不加電壓下，可以當作很好的半波 板，曲線為 9um 時，在不加電壓其光強度皆為最小，表示此時液晶波 板的相位延遲為全波長，這說明了曲線 3.35um 在不加電壓下，可以 當作很好的全波板，至於其他兩種厚度其相位變化，在不加電壓下，
並沒有特殊的相位延遲。
-4 -2 0 2 4
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
intensity
(mm)
3.35um 9um 18.49um 19.5um
X=0
圖 3.9 不加電壓時，不同厚度 X=0 曲線的光強度
我們現在加電壓使其正向入射具有相位延遲為 2
π
，根據圖 3.8，41
厚度為 19.5um 時，外加電壓為 3.14(volt)，厚度為 18.4um 時，外 加電壓為 2.98(volt)，厚度為 9um 時，外加電壓為 1.84(volt)，厚 度為 3.35um 時，外加電壓為 0.97(volt)，其 X=0 的曲線如圖 3.10
-4 -2 0 2 4
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
intensity
(mm) 19.5um 18.4um 9um 3.35mu
圖 3.10 不同厚度在相同的相位延遲下(
2
π )，X=0 曲線的光強度我們可以發現一種趨勢，對於相同的相位延遲，但是厚度較大的，
斜向的光強度也較強，這說明了斜向光對於厚度較小的液晶波板，具 有較精準的相位調製，在圖中我們發現起始是特定的相位對於加電壓 後的相位延遲，對於斜向入射光的調變也是很差，與其他的曲線也相 同，所以在此圖中，最好的全波板是厚度為 3.35um 的液晶波板，同 樣的道理，我們現在加電壓使其正向入射具有相位延遲為
π
，根據圖 3.8，厚度為 19.5um 時，外加電壓為 5.66(volt)，厚度為 18.4um 時，外加電壓為 5.34(volt)，厚度為 9um 時，外加電壓為 2.87(volt)，
厚度為 3.35um 時，外加電壓為 1.6(volt)，其 X=0 的曲線如圖 3.11
42
圖 3.11 不同厚度在相同的相位延遲下(
π
)，X=0 曲線的光強度同樣也有趨勢，對於相同的相位延遲
π
，厚度較大的液晶波板，對於斜向的光強度變化較劇烈，這說明了中心與旁邊的相位調製並不 均勻，但是對於厚度較小的液晶波板，斜向與中心的部分，並沒有差 很多，表示相位調製很均勻，所以在此圖中，最好的半波板為厚度為 3.35 的液晶波板。