液晶偏振控制器的制作方法

本申请涉及经典光通信和量子通信领域，特别是一种液晶偏振控制器。

背景技术：

1、偏振态是光的一项基本物理属性，作为一种重要的信息自由度，在经典光通信、量子密钥分发和精密测量等领域中得到广泛应用。在这些应用中，往往需要对偏振态进行精确调控，同时对器件的体积小型化、性能提升和可靠性提出了更高要求。因此，发展集成度更高、体积更小、性能更稳定可靠的偏振控制器件具有重要的意义。

2、基于材料、结构和原理的差异，电控偏振控制器主要分为波片型、挤压型、电光晶体型与液晶型。波片型偏振控制器采用λ/4、λ/2、λ/4波片串联结构，利用波片的双折射效应调控偏振态，然而，其通常需将波片安装于旋转步进电机之上才能实现波片电动化旋转，导致整体结构体积庞大。挤压型偏振控制器基于弹光效应，借助压电陶瓷挤压光纤引入双折射特性以动态调控偏振态，但该方式需要特殊的机械结构来对圆柱形光纤施加压力，同样存在体积较大的问题，且挤压过程中会产生应力，会出现偏振调制性能逐渐劣化的蠕变现象。电光晶体型偏振控制器则利用晶体的电光效应，通过外加电压改变集成光波导折射率来实现调制，但由于材料本身对光波的吸收，导致插入损耗较大，且长期工作时调制效果亦会出现蠕变，影响稳定性。液晶型偏振控制器一般采用3片或者4片液晶盒串联结构，基于电压调控液晶分子排列方向，通过改变其各向异性所产生的双折射特性，从而实现对偏振态的精确控制，该技术从根本上避免了偏振蠕变现象。

3、上述的液晶型偏振控制器虽然不存在偏振蠕变现象，但是相比于其他类型的偏振控制器，存在不同程度的技术局限性。具体如下：

4、1）液晶偏振器件目前的封装结构适配性较差，制约了器件在集成化方面的应用，且封装体积较大。

5、2）液晶偏振器件封装体积较大主要受限于偏振控制器内部核心器件：液晶盒，其封装体积较大，当试图缩小液晶盒体积时，封装工艺面临挑战，液晶盒在高温环境下易发生液晶泄漏，从而影响偏振调制性能；另一方面受限于整个器件的集成度，导致整体体积较大。

6、3）器件的插入损耗大。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题在于如何提高液晶偏振控制器的封装结构适配性。

2、本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种液晶偏振控制器，包括液晶盒（302）、管壳盖板（305）和蝶形管壳（303），液晶盒（302）固定在蝶形管壳（303）内，管壳盖板（305）盖在蝶形管壳（303）上。

3、作为进一步优化的技术方案，所述液晶偏振控制器还包括陶瓷基板（304）、半导体制冷器（306）、热敏电阻（307）、光传导器件，多片液晶盒（302）排列形成液晶盒阵列并固定在陶瓷基板（304）上，陶瓷基板（304）固定在半导体制冷器（306）的上表面，热敏电阻（307）固定在陶瓷基板（304）上表面，热敏电阻（307）通过金丝键合方式与蝶形管壳（303）对应引脚连通，光传导器件固定在蝶形管壳（303）的左右两侧。

4、作为进一步优化的技术方案，所述液晶偏振控制器还包括金属垫块（301），每片液晶盒（302）的底部固定一块金属垫块（301），金属垫块（301）固定在陶瓷基板（304）上。

5、作为进一步优化的技术方案，所述的光传导器件是光纤准直器（308）或者光学窗片（401）。

6、作为进一步优化的技术方案，所述液晶盒包括第一基板（101）、第二基板（102）、间隔子（103）、电极（104）、胶框（105）、ito膜（106）和取向层（107），第一基板（101）和第二基板（102）平行且相对的内侧分别依次镀有ito膜（106）和取向层（107），电极（104）位于液晶盒的下部，第一基板（101）和第二基板（102）之间设置间隔子（103）和胶框（105），胶框（105）将间隔子（103）支撑起来的盒厚进行密封，并留出一灌液晶口（109）。

7、作为进一步优化的技术方案，第一基板（101）和第二基板（102）的外侧分别镀制增透膜（108）。

8、作为进一步优化的技术方案，灌液晶口（109）两侧的胶框（105）设有向上的凸起结构（110），该凸起结构（110）的顶端与液晶盒的上侧边缘紧密接触。

9、作为进一步优化的技术方案，所述第二基板（102）长度大于第一基板（101），第一基板（101）和第二基板（102）平行且一端平齐，第二基板（102）的另一端突出第一基板（101），电极（104）位于第二基板（102）突出第一基板（101）部位的外侧。

10、作为进一步优化的技术方案，每片液晶盒（302）的底部固定一块金属垫块（301），金属垫块（301）固定在陶瓷基板（304）上，所述金属垫块（301）包括底座（3011）和位于底座（3011）外侧的支撑靠背（3012），其中第二基板（102）突出第一基板（101）部分的底面粘结在底座（3011）的上平面上，第二基板（102）突出第一基板（101）部分的侧面粘结在支撑靠背（3012）的内侧面上。

11、作为进一步优化的技术方案，所述支撑靠背（3012）的内侧与底座（3011）上表面接触的位置凹陷形成一凹槽，凹槽前后贯穿支撑靠背（3012）。

12、本实用新型的优点在于：

13、1）适配性与易集成性：液晶偏振控制器采用标准蝶形封装结构，对液晶盒进行高密度集成，实现了器件体积的显著减小，且既能对自由空间光进行偏振态调制，也能对光纤中的光进行偏振态调制，显著提升了器件的通用性、易集成性与工程应用便利性。

14、2）可靠性更高：设计了液晶盒的胶框结构，提高了封装的可靠性。

15、3）低插入损耗：在液晶盒的第一基板的入射界面与第二基板的出射界面均镀制增透膜，有效抑制光反射，降低器件插入损耗。

1.一种液晶偏振控制器，其特征在于：包括液晶盒（302）、管壳盖板（305）和蝶形管壳（303），液晶盒（302）固定在蝶形管壳（303）内，管壳盖板（305）盖在蝶形管壳（303）上。

2.如权利要求1所述的液晶偏振控制器，其特征在于：还包括陶瓷基板（304）、半导体制冷器（306）、热敏电阻（307）、光传导器件，多片液晶盒（302）排列形成液晶盒阵列并固定在陶瓷基板（304）上，陶瓷基板（304）固定在半导体制冷器（306）的上表面，热敏电阻（307）固定在陶瓷基板（304）上表面，热敏电阻（307）通过金丝键合方式与蝶形管壳（303）对应引脚连通，光传导器件固定在蝶形管壳（303）的左右两侧。

3.如权利要求2所述的液晶偏振控制器，其特征在于：还包括金属垫块（301），每片液晶盒（302）的底部固定一块金属垫块（301），金属垫块（301）固定在陶瓷基板（304）上。

4.如权利要求2所述的液晶偏振控制器，其特征在于：所述的光传导器件是光纤准直器（308）或者光学窗片（401）。

5.如权利要求2所述的液晶偏振控制器，其特征在于：所述液晶盒包括第一基板（101）、第二基板（102）、间隔子（103）、电极（104）、胶框（105）、ito膜（106）和取向层（107），第一基板（101）和第二基板（102）平行且相对的内侧分别依次镀有ito膜（106）和取向层（107），电极（104）位于液晶盒的下部，第一基板（101）和第二基板（102）之间设置间隔子（103）和胶框（105），胶框（105）将间隔子（103）支撑起来的盒厚进行密封，并留出一灌液晶口（109）。

6.如权利要求5所述的液晶偏振控制器，其特征在于：第一基板（101）和第二基板（102）的外侧分别镀制增透膜（108）。

7.如权利要求5所述的液晶偏振控制器，其特征在于：灌液晶口（109）两侧的胶框（105）设有向上的凸起结构（110），该凸起结构（110）的顶端与液晶盒的上侧边缘紧密接触。

8.如权利要求5所述的液晶偏振控制器，其特征在于：所述第二基板（102）长度大于第一基板（101），第一基板（101）和第二基板（102）平行且一端平齐，第二基板（102）的另一端突出第一基板（101），电极（104）位于第二基板（102）突出第一基板（101）部位的外侧。

9.如权利要求8所述的液晶偏振控制器，其特征在于：每片液晶盒（302）的底部固定一块金属垫块（301），金属垫块（301）固定在陶瓷基板（304）上，所述金属垫块（301）包括底座（3011）和位于底座（3011）外侧的支撑靠背（3012），其中第二基板（102）突出第一基板（101）部分的底面粘结在底座（3011）的上平面上，第二基板（102）突出第一基板（101）部分的侧面粘结在支撑靠背（3012）的内侧面上。

10.如权利要求9所述的液晶偏振控制器，其特征在于：所述支撑靠背（3012）的内侧与底座（3011）上表面接触的位置凹陷形成一凹槽，凹槽前后贯穿支撑靠背（3012）。