[发明专利]一种光控液晶空间光调制器及其应用

权利要求书

1.一种光控液晶空间光调制器，包括光源组件、动态掩模生成组件、图形缩微组件及载物台；其中，光源组件用于生成准直光束；动态掩模生成组件用于对入射光进行微区调制，包括作为反射式动态掩模的DMD和用于掩模图形输入的控制系统；图形缩微组件用于将从动态掩模生成组件输出的反射光缩微成像在载物台上的基片上，包括会聚透镜、显微物镜和偏振片；其特征在于：显微物镜为可调式显微物镜，光控取向材料为可擦写性的偶氮染料SD1。

2.如权利要求1所述的动态显微曝光系统，其特征在于：DMD具有多个微小反射镜，每一个微小反射镜构成一个像素，可独立绕轴偏转，使反射光进入和折出光路。

3.如权利要求1所述的动态显微曝光系统，其特征在于：DMD共有1024×768个微小反射镜，各微小反射镜为边长13.68μm的正方形。

4.如权利要求1所述的动态显微曝光系统，其特征在于：偏振片为电控精密旋转偏振片。

5.如权利要求1所述的动态显微曝光系统，其特征在于：还包括实时监控组件，用于确定基片位置是否准确处于系统的像平面上，所述实时监控组件包括分束棱镜、CCD和监控终端。

6.如权利要求1所述的光调制方法，其特征在于：对液晶盒施加一定电压使液晶分子垂直于盒上下面排列，或温度加热到液晶清亮点以上使液晶分子处于各向同性的液态，再进行擦除、图案重写。

7.一种光控液晶空间光调制器的应用，其特征在于：将旋涂偶氮类SD1光取向材料的两片基片经曝光后获得均匀一致的初始取向，然后把初次曝光的基片胶合成盒，再利用权利要求1至6任意一项所述的光控液晶空间光调制器进行二次曝光艾里模板图案后，将两片基片组成液晶盒并在清亮点以上灌入液晶E7即可得到液晶艾里模板；其中，二次曝光的方向与初次曝光方向垂直，液晶盒里二次曝光区域和未二次曝光区域液晶分子均呈平行PA取向，但两者取向互相正交。

8.如权利要求7所述的应用，其特征在于：入射波长为671nm的高斯模激光经所述液晶艾里模板，以产生艾里光束。

9.一种光控液晶空间光调制器的应用，其特征在于：将旋涂光控取向剂并成膜的两片基片制备成盒，将空盒置权利要求1至6任意一项所述的光控液晶空间光调制器进行曝光，对其指向矢模拟图进行分割，通过动态多步重叠曝光实现亮暗的周期性变化，以获得偏振光栅；其中，动态多步重叠曝光是指每次只曝光其中一部分区域，下一次曝光的区域是前一次曝光平移一定距离后的位置，两次曝光区域有所重叠，多次曝光的总剂量才足以使得光控取向剂达到稳定状态，在改变曝光区域的同时调节偏振片的角度。

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于：液晶取向方向与偏振片平行处呈现暗态，与偏振片夹角为45°区域为最亮处；偏振光栅只存在零级和正负一级衍射强度，且正负一级为相互正交的圆偏光；通过调节位相差可以实现零级与正负一级之间的能量分布调控，通过调节入射光的偏振态可以实现正一级和负一级之间的能量调节。