[发明专利]一种紧凑化光束偏转器及其制备方法

权利要求书

1.一种紧凑化光束偏转器，其特征在于，包括液晶波片、液晶偏振光栅薄膜(4)和液晶层(6)，所述液晶波片包括第一基板(1)和第二基板(9)，液晶层(6)位于第一基板(1)和第二基板(9)之间，液晶偏振光栅薄膜(4)位于第一基板(1)和第二基板(9)之间。

2.如权利要求1所述的一种紧凑化光束偏转器，其特征在于，所述液晶偏振光栅薄膜(4)的厚度d满足Δnd＝λ/2，其中：Δn为液晶分子的双折射率，λ为入射光波长。

3.如权利要求1所述的一种紧凑化光束偏转器，其特征在于，所述液晶波片、液晶偏振光栅薄膜(4)和液晶层(6)能够集成在一个液晶盒内部。

4.如权利要求1所述的一种紧凑化光束偏转器，其特征在于，所述液晶层(6)为向列相液晶或双频液晶。

5.如权利要求1所述的一种紧凑化光束偏转器，其特征在于，所述液晶波片还包括第一ITO导电薄膜(2)、第一光控取向膜(3)、第一取向膜(5)、第二ITO导电薄膜(8)和第二取向膜(7)，所述第一基板(1)、第一ITO导电薄膜(2)、第一光控取向膜(3)、液晶偏振光栅薄膜(4)、第一取向膜(5)、液晶层(6)、第二取向膜(7)、第二ITO导电薄膜(8)和第二基板(9)从上至下依次设置。

6.如权利要求5所述的一种紧凑化光束偏转器，其特征在于，所述第一取向膜(5)和第二取向膜(7)均为摩擦取向膜或均为光控取向膜。

7.如权利要求1所述的一种紧凑化光束偏转器，其特征在于，所述第一基板(1)平行于第二基板(9)。

8.如权利要求1所述的一种紧凑化光束偏转器，其特征在于，所述液晶偏振光栅薄膜(4)中的液晶分子沿第一基板(1)所在平面周期性排布，液晶分子的光轴在一个周期内连续变化，液晶分子满足如下关系式：

其中代表x位置处液晶分子的指向矢，Λ代表液晶偏振光栅薄膜(4)偏振光栅的周期。

9.如权利要求1至8中任意一项所述的一种紧凑化光束偏转器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、在第一基板(1)上镀第一ITO导电薄膜(2)，在第一ITO导电薄膜(2)上旋涂光敏材料，高温固化光敏材料，曝光固化的光敏材料使光敏材料发生光交联反应并记录曝光图案，得到第一光控取向膜(3)；

步骤二、在第一光控取向膜(3)上旋涂反应型液晶，在氮气保护环境下利用紫外光对旋涂的反应型液晶进行照射、固化，得到液晶偏振光栅薄膜(4)，旋涂次数和旋涂转速按照液晶偏振光栅薄膜(4)的厚度确定；

步骤三、在第二基板(9)上镀第二ITO导电薄膜(8)；

步骤四、在液晶偏振光栅薄膜(4)上旋涂取向剂，高温下固化取向剂，对固化的取向剂进行取向，得到第一取向膜(5)；在第二ITO导电薄膜(8)上旋涂取向剂，高温下固化取向剂，对固化的取向剂进行取向，得到第二取向膜(7)；

步骤五、将第一基板(1)和第二基板(9)平行放置，且第一取向膜(5)和第二取向膜(7)相向放置，压制成液晶盒，向液晶盒内第一取向膜(5)和第二取向膜(7)之间灌注液晶得到液晶层(6)，将液晶盒封口，得到一种紧凑化光束偏转器，制备完成。

10.如权利要求9所述的一种紧凑化光束偏转器的制备方法，其特征在于，所述步骤一中光敏材料厚度为80nm，固化光敏材料的温度为120℃，曝光固化的光敏材料的具体过程为：利用405nm激光作为光源、利用双光束干涉光路对所述固化的光敏材料进行曝光，持续照射固化的光敏材料10min，使光敏材料发生光交联反应并记录曝光图案；所述步骤二中固化时间为5min。