[发明专利]基于温控的偏振方式可调的液晶随机激光器及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及随机激光器领域，尤其是基于温控的偏振方式可调的液晶随机激光器及制造方法。

背景技术

近年来，随机激光由于其特殊的反馈机制得到了广大学者的关注。相比于传统的激光器，其具有尺寸小、制作简便、低成本等显著优势。液晶随机激光器就是以液晶作为无序散射介质的随机激光器，液晶随机激光器由于其电光、热光和磁光效应可以形成可调控的随机激光器。

现今对液晶随机激光器偏振特性的研究多为线偏振特性的研究，对其线偏振光与圆偏振光之间切换的研究还未见涉及。线偏振光在医学治疗、工业检测、平板显示等领域有着很广泛的应用；圆偏振光在3D显示、生物科学的微结构成像、水下通信等方面有独特的应用优势。对液晶随机光器线偏振光与圆偏振光可置换性的研究拓宽了其应用领域。激光器出射的光为了获得线偏振光与圆偏振光的转换都需要使用偏振片、1/4波片，偏振调制器等分离的元件，不利于系统的集成。这些元件如1/4波片，其对入射光的偏振和波长有特定的要求，有一定的限制，给实际应用带来了不便。

研究一种利于集成，可轻易转线偏振光和圆偏振光的随机激光器，成为了改进现有技术的新方向。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种基于温控的偏振方式可调的液晶随机激光器及制造方法，利用液晶的温度可控特性和胆甾相液晶的圆二色特性实现了圆偏振随机激光和线偏振随机激光的切换，弥补了现有技术的不足。

技术方案：基于温控的偏振方式可调的液晶随机激光器，其特征在于，包括三层叠放的玻璃基板、两个液晶层、取向膜和一组加热板；

两个液晶层分别为掺染料向列相液晶层和胆甾相液晶反射镜膜；其中，掺染料向列相液晶层位于底层玻璃基板与中层玻璃基板构成的第一夹层中；胆甾相液晶反射镜膜位于中层玻璃基板和顶层玻璃基板构成的第二夹层中；

取向膜位于第一夹层顶部，紧贴中层玻璃基板；

所述玻璃基板不限于正方形和长方形，可以是其它偶数边的正多边形。

所述一组加热板分别紧贴在底层玻璃基板和顶层玻璃基板外侧。

第一夹层的垫隔物为麦拉片。第二夹层的垫隔物为spacer小球。胆甾相液晶反射镜层膜的螺旋轴垂直于玻璃基板。

基于温控的偏振方式可调的液晶随机激光器的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1）制备取向膜：在中层玻璃基板与掺染料向列相液晶层相贴的表面旋涂取向剂后，经过高温固化，形成取向膜，接着对取向膜进行摩擦取向；

2）制备夹层：按底层玻璃基板、中层玻璃基板和顶层玻璃基板自下而上的顺序放置后，底层玻璃基板与中层玻璃基板构成第一夹层，中层玻璃基板和顶层玻璃基板构成第二夹层；将麦拉片作为垫隔物置入第一夹层中；将spacer小球作为垫隔物置入第二夹层中；并用胶封住每个夹层外边缘，胶封时留有一组平行对边不进行封口；

3）制备胆甾相液晶反射镜膜：将向列相液晶，手性剂，光引发剂和聚合物单体进行混合后，在高于液晶清亮点的温度条件下将该混合溶液进行搅拌；形成高温胆甾相液晶混合溶液；

利用毛细管作用，将所述高温胆甾相液晶混合溶液注入步骤2）所述的第二夹层；将该夹层进行退火，形成胆甾相液晶反射镜层；

将所述胆甾相液晶反射镜层在紫外线灯下进行固化，形成胆甾相液晶反射镜膜；并用胶将该第二夹层封口；

4）利用毛细管效应，将所述掺染料向列相液晶混合溶液注入步骤2）所述置入第一夹层，并用胶将该夹层封口；

该方法步骤2）中所述第一夹层厚度为150um-200um，第二夹层厚度为5-10um。

有益效果：通过温度的调控和胆甾相液晶的圆二色特性，实现了圆偏振光和线偏振光之间的切换，不需要分离的元件，便于系统的集成，比单一偏振特性的随机激光器在在生物医学和平板显示这些对偏振有不同要求的领域有更广泛的应用价值，同时由于温度可以调节液晶随机激光的波长，该激光器有一定的工作波长范围，而不限定于单一波长。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

如图1所示，基于温控的偏振方式可调的液晶随机激光器，其特征在于，包括三层叠放的玻璃基板、两个液晶层、取向膜4和一组加热板；