[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

说明书

本发明实施例公开了一种柔性集成光子器件、制备方法及光束调制系统。其中柔性集成光子器件包括柔性衬底；设置于柔性衬底一侧的液晶聚合物膜，液晶聚合物膜的液晶分子指向矢沿第一方向相同，沿第二方向呈0°‑180°渐变分布，以形成对入射光束的约束与定向传播的柔性直波导；其中，第一方向与第二方向相交。本发明实施例的柔性集成光子器件可用于可穿戴设备，且具有集成度高、成本低廉、可设计性强、可重复使用、制备工艺简单的特点。

技术领域

本发明实施例涉及片上集成光子技术，尤其涉及一种柔性集成光子器件、制备方法及光束调制系统。

背景技术

集成光子技术使得光可以在片上产生、传播、调制和探测。传统的集成光子器件主要是硅基集成光子器件，它与现有的互补金属氧化物半导体(CMOS) 技术具有很好的兼容性，同时它的芯层是折射率为3.48的硅，包层是折射率为 1.45的二氧化硅。由于二者具有比较大的折射率差，因此硅基光子集成具有很强的光约束和密植距，这就使得单片上光子器件的集成度更高。然而大折射率差所带来的对于制造精度过高的要求，也提升了硅基光子集成技术的工艺难度和制造成本。

之后诞生了光子技术，材料种类众多使得光子集成材料有了更多的选择余地，并且相对于硅基光子技术，光子技术的制作工艺相对简单。但是材料的折射率差比较小对光的约束能力比较弱，而且存在加工工艺精度差、对特定功能的设计性差等缺点。

因此如何设计集成度高、成本低、可设计性强、具有可调谐性的集成光子器件，是本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种柔性集成光子器件、制备方法及光束调制系统，该柔性集成光子器件可用于可穿戴设备，且具有集成度高、成本低廉、可设计性强、可重复使用、制备工艺简单的特点。

第一方面，本发明实施例提供一种柔性集成光子器件，包括：

柔性衬底；

设置于所述柔性衬底一侧的液晶聚合物膜，所述液晶聚合物膜的液晶分子指向矢沿第一方向相同，沿第二方向呈0°-180°渐变分布，以形成对入射光束的约束与定向传播的柔性直波导；

其中，所述第一方向与所述第二方向相交。

第二方面，本发明实施例还提供一种光束调制系统，包括上述的柔性集成光子器件；还包括：

光源；

光纤探针，所述光纤探针的输入端通过光纤与所述光源的输出端连接，所述光纤探针输出端输出的光耦合入所述柔性集成光子器件；

图像采集器，所述图像采集器的感光面朝向所述集成光子器件的液晶聚合物膜，用于采集所述集成光子器件传输光时的图像。

第三方面，本发明实施例还提供一种柔性集成光子器件的制备方法，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。