[发明专利]一种蓝相液晶光偏转器

说明书

本发明提出一种蓝相液晶光偏转器，包括上玻璃基板、液晶层、聚合物层、左透明墙形电极、右透明墙形电极和下玻璃基板。在右透明墙形电极施加电压，液晶层内部产生均匀的折射率分布，通过折射率与液晶层折射率不同的聚合物层的作用，在液晶层和聚合物层之间形成折射率不同的分界面，使入射光线发生偏转，当光线入射到空气中的时候，最终再偏转一次；通过改变施加在右透明墙形电极上的电压来调节出射光线的偏转角度。该蓝相液晶光偏转器的偏转精度高、偏转角度大、响应时间快。

技术领域

本发明涉及液晶光束偏转技术领域，具体是一种蓝相液晶光偏转器。

背景技术

光束偏转技术是指对光束方向精确控制的技术，它具有光束传播方向可控、无运动部件等优点，在航空航天、光信息处理与存储和军事等方面都有着广泛的应用前景。传统光束控制系统需要万向节和转台等惯性机械部件，其结构复杂、功能单一、体积较大、控制繁琐。液晶光偏转器具有体积小、重量轻、功耗小、光束方向控制精度高等优点，在军事和航空航天领域备受关注。但是传统向列相液晶光偏转器主要存在偏转角度较小(1～2度)和响应时间较慢(大于8ms)两个缺陷，有待改进。

为了解决向列相液晶本身存在的缺陷，人们提出了蓝相液晶，它主要存在以下几个方面的优势：(1)亚毫秒级别的响应时间，比普通向列相液晶快了将近10倍；(2)不需要取向层，制作工艺简单。近些年，专家学者提出了基于锯齿状电极蓝相液光偏转器，使光的传播方向垂直于盒厚方向，这样可以在不增加盒厚和电压的情况下，将角度偏转范围增加20倍以上。且该结构可以在电压变化下连续改变折射率和偏转角，能达到很高的偏转精度。但是上下的锯齿状电极边缘不可避免蔓生一些电场，产生水平边缘电场的串扰，产生折射率渐变，最终的偏转角度会存在一定的误差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提出一种快速响应、大偏转角度且角度偏转无误差的蓝相液晶光偏转器。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括上玻璃基板、液晶层、聚合物层、左透明墙形电极、右透明墙形电极和下玻璃基板。

所述的液晶层采用聚合物稳定的蓝相液晶。

所述聚合物层采用透明介电材料制作，折射率在1.48～1.60之间；聚合物层的介电系数和液晶层的介电系数大小相近，并且聚合物层厚度和液晶层厚度相同；所述聚合物层形状为倾角为α的直角三角形，使入射光线发生偏转。

所述左透明墙形电极、右透明墙形电极采用氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)等透明导电材料制作；左透明墙形电极和右透明墙形电极的宽度相等，左透明墙形电极和右透明墙形电极的高度与液晶层和聚合物层的厚度相同；所述左透明墙形电极接地，驱动电压施加在右透明墙形电极上。

本发明提出的蓝相液晶光偏转器采用液晶层、聚合物层、左透明墙形电极、右透明墙形电极，偏转精度高、偏转角度大、响应时间快，并且液晶层内部折射率呈均匀分布；在右透明墙形电极施加电压，液晶层内部产生均匀的折射率分布，通过折射率与液晶层折射率不相同的聚合物层的作用，在液晶层和聚合物层之间形成折射率不同的分界面，使入射光线发生偏转，当光线入射到空气中的时候，最终再偏转一次；通过改变施加在右透明墙形电极上的电压来调节出射光线的偏转角度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的蓝相液晶光偏转器的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的蓝相液晶光偏转器不同电压下o光折射率分布曲线图。

图3是本发明实施例提供的蓝相液晶光偏转器不同电压下e光折射率分布曲线图。

图4是本发明实施例提供的蓝相液晶光偏转器的电压-偏转角度曲线图。

上述附图中的图示标号为：