一种基于一次性曝光的液晶光控取向消偏器及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种基于一次性曝光的液晶光控取向消偏器，其特征在于，包括两块相对设置的玻璃基板、位于所述玻璃基板相对面上的光控取向层、以及位于所述玻璃基板之间的液晶层；其中，所述玻璃基板分为第一基板与第二基板，二者之间距离由间隔粒子决定，用以支撑所述液晶层；所述液晶层的液晶分子指向由所述第一基板与所述第二基板临近所述液晶层一侧设置的光控取向层控制，所述光控取向层具有多组相同或不同随机取向图案组成，每组随机取向图案具有多组分子指向矢方向不同的微区图形组成，同一微区图形内分子指向矢相同，多组随机图案拼接形成所述光控取向层工作区，其大小决定液晶退偏器工作区域，所述液晶层液晶分子指向矢分布与所述光控取向层分子指向矢分布一致。2.根据权利要求1所述的基于一次性曝光的液晶光控取向消偏器，其特征在于，所述微区的形状为多边形、圆形或椭圆形中的任意一种，且每组随机取向图案中各微区面积相同。3.根据权利要求1所述的基于一次性曝光的液晶光控取向消偏器，其特征在于，所述光控取向层中每组随机取向图案内，分子指向矢液晶为在0～180
°
内均匀分布的随机取向，多组微区图形的分子指向矢方向最小间隔为所述光控取向层的工作区尺寸及所述最小微区尺寸由曝光系统控制，其材质为偶氮苯染料光控取向层。4.根据权利要求1所述的基于一次性曝光的液晶光控取向消偏器及其制备方法，其特征在于，所述入射光在所述液晶退偏器中的寻常光和非寻常光的相位差为π。5.根据权利要求1所述的基于一次性曝光的液晶光控取向消偏器，其特征在于，所述玻璃基板为掺锡氧化铟的单面可导电玻璃。6.根据权利要求1所述的基于一次性曝光的液晶光控取向消偏器，其特征在于制备方法包括以下步骤：步骤1，在第一基板和第二基板上预涂光控取向层；步骤2，将所述第一基板的光控取向层一侧与所述第二基板的光控取向层一侧相对放置，在其中一个基板上放置间隔粒子，并与另一基板进行封装；步骤3，对封装后样品光控取向层进行单次全息曝光，以形成多组随机取向图案，多组随机取向图案拼接形成所述光控取向层工作区域，液晶几何相位器件制备系统的组装、调试；步骤4，在所述第一基板和所述第二基板之间注入液晶材料，所述液晶材料分子指向矢分布与所述光控取向层分子指向式分布相同，液晶分子指向矢符合平均随机分布，使偏振光通过所述液晶退偏器后转换为非偏振光。7.根据权利要求6所述的基于一次性曝光的液晶光控取向消偏器的制备方法，其特征在于，所述单次全息曝光为采用基于空间光调制器的单次全息曝光系统，通过在空间光调制器上加载的灰度值图案产生具有多种偏振方向的出射光，在对偏振信息敏感的所述光控取向层上产生分子指向矢方向不同的多组随机图案，对应产生液晶分子指向矢分布图。8.根据权利要求7所述的基于一次性曝光的液晶光控取向消偏器的制备方法，其特征在于，所述基于空间光调制器的单次全息曝光系统包括激光器光源、扩束系统、起偏系统、光场调控系统和聚焦系统；所述激光器光源为450nm蓝光激光，所述扩束系统包括一扩束透镜和一准直透镜，所述
起偏系统为一格兰
‑
泰勒棱镜；所述光场调控系统由一半波片、一反射式空间光调制器和一四分之一波片组成，所述半波片和所述四分之一波片的光轴方向分别与起偏方向的夹角为22.5
°
和45
°
；所述聚焦系统为一会聚透镜。9.根据权利要求8所述的基于一次性曝光的液晶光控取向消偏器的制备方法，其特征在于，适用之最小入射光斑孔径由所述基于空间光调制器的单次全息曝光系统出射光最小分辨率及所述加载与空间光调制器的单组随机图案尺寸控制。10.根据权利要求9所述的基于一次性曝光的液晶光控取向消偏器的制备方法，其特征在于，通过位移液晶样品，采用所述单次全息曝光系统多次曝光，产生大尺寸液晶退偏器。

技术总结
本发明公开了一种基于一次性曝光的液晶光控取向消偏器及其制备方法，包括两块相对设置的玻璃基板、位于所述玻璃基板相对面上的光控取向层、以及位于所述玻璃基板之间的液晶层，其中，所述玻璃基板分为第一基板与第二基板，二者之间距离由间隔粒子决定，用以支撑所述液晶层；本发明系统配置简单，且同时可制备液晶取向任意均匀随机分布的液晶消偏器，通过一次性曝光快速制备任意液晶光学器件，无需对液晶进行多次分割操作并对其多次曝光，因而避免了精度要求过高的问题；该液晶消偏器可消偏区域面积较大，偏振精度更好，可对单色光源有效消偏且在小光斑孔径下仍然有良好的消偏效果。果。果。


技术研发人员：马营 尹明奎 单宇航 刘笑雨 甘雪涛 赵建林
受保护的技术使用者：西北工业大学
技术研发日：2021.07.16
技术公布日：2021/10/15