[发明专利]一种柔性集成光子器件、制备方法及光束调制系统

权利要求书

1.一种柔性集成光子器件的制备方法，其特征在于，包括：

提供一基板及柔性衬底；

在所述基板一侧形成光控取向膜；

对所述光控取向膜进行多步重叠曝光，以形成具有分子指向矢沿第一方向相同，沿第二方向呈0°-180°渐变分布的控制图形；

在所述光控取向膜上形成液晶聚合物前体溶液，所述控制图形控制所述液晶聚合物前体溶液中的液晶分子指向矢沿所述第一方向相同，沿所述第二方向呈0°-180°渐变分布；

对所述液晶聚合物前体溶液进行退火，以使所述液晶聚合物前体溶液形成液晶聚合物前体膜；

对所述液晶聚合物前体膜进行紫外光照射，在所述基板上形成液晶聚合物膜；

将所述液晶聚合物膜转移至所述柔性衬底上，得到柔性集成光子器件；

其中，所述第一方向与所述第二方向相交；

对所述光控取向膜进行多步重叠曝光，以形成具有分子指向矢沿第一方向相同，沿第二方向呈0°-180°渐变分布的控制图形包括：

采用无掩模动态投影曝光系统，根据曝光次序，选择对应的曝光图形，以及对应的诱导光偏振方向，依次进行曝光；

其中，相邻曝光步骤的曝光图形的曝光区域部分重叠，所述诱导光偏振方向随曝光次序顺时针或逆时针旋转，以形成具有分子指向矢沿第一方向相同，沿第二方向呈0°-180°渐变分布的控制图形；

具体的，所述曝光步骤为：计算获得所述光控取向膜的指向矢方向在一个区域内的分布，所述指向矢方向在一个区域内0°-180°变化；一个区域内每个0°-180°变化的区域被平均分36个子区域，并被赋予一个单一的方向，从0°到175°，间隔5°。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述基板一侧形成光控取向膜之前，还包括：

对所述基板进行预处理；

所述预处理包括：将所述基板用洗液超声清洗20-40分钟，再用超纯水超声清洗两次，每次各8-10分钟，然后在100℃-120℃烘箱中烘干40-60分钟，最后进行紫外光臭氧清洗30-45分钟。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述基板一侧形成光控取向膜包括：

在所述基板的一侧旋涂光控取向剂，旋涂参数为：用旋涂仪在500-800转/分钟的转速下旋涂5-10秒，然后在2500-3500转/分钟的转速下旋涂50-60秒；

将旋涂有光控取向剂的所述基板在退火温度为100℃-120℃条件下退火10-12分钟，形成光控取向膜。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述液晶聚合物前体溶液包括有机溶剂和液晶聚合物前体；

所述有机溶剂包括甲苯、苯甲醚或丙二醇甲醚醋酸酯的任意一种；

所述液晶聚合物前体的质量百分含量为40％-50％。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述光控取向膜上形成液晶聚合物前体溶液，所述控制图形控制所述液晶聚合物前体溶液中的液晶分子指向矢沿所述第一方向相同，沿所述第二方向呈0°-180°渐变分布包括：

用旋涂仪在2500-3500转/分钟的转速下旋涂40-60秒，以在所述光控取向膜上形成液晶聚合物前体溶液，所述控制图形控制所述液晶聚合物前体溶液中的液晶分子指向矢沿所述第一方向相同，沿所述第二方向呈0°-180°渐变分布。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对所述液晶聚合物前体溶液进行退火时间为1-2分钟，温度为80℃-100℃。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，对所述液晶聚合物前体膜进行紫外光照射的时间为2-3分钟，紫外光的功率为12mW/cm²-15mW/cm²。