[发明专利]任意退偏补偿的高损伤阈值液晶光学面板及其曝光装置

说明书

本发明涉及一种任意退偏补偿的高损伤阈值液晶光学面板及其曝光装置，该任意退偏补偿的高损伤阈值液晶光学面板由复合层，及涂覆在该复合层外围的间隔子边框胶组成，所述的复合层包括由上至下依次连接的第一介质膜层、第一玻璃基板、第二介质膜层、光控取向膜层、液晶层、摩擦取向膜层、第三介质膜层、第二玻璃基板和第四介质膜层构成。本发明将反射式电寻址液晶光阀产生的任意偏振分布灰度图形刻写在液晶光学面板的光控取向膜层上，得到任意偏振分布的高损伤阈值液晶光学面板，具有可擦写，大口径，高损伤阈值和高补偿精度等特点且其曝光装置结构简单，易扩容，成本低。

技术领域

本发明属于激光光束空间整形，具体涉及一种任意退偏补偿的高损伤阈值液晶光学面板及其曝光装置。本发明特别适用于补偿高功率激光1053nm(但不限于该波长)系统中热致偏振退化问题和曝光处理该液晶补偿面板。

背景技术

在高功率激光光束传输系统中，一般利用单偏振激光作为注入光源，经过增益介质后因热效应问题激光偏振特性难以维持其本征状态发生偏振态的退化。目前，主要使用旋光晶体组合激光头和电/光寻址液晶光阀等技术补偿激光光束的偏振退化问题，如中国专利CN106451054A、CN107132673A和CN108767644A等。专利CN106451054A、CN107132673A是利用旋光晶体组合激光头的方法补偿激光退偏，其结构复杂，对激光头性能要求较高；专利CN108767644A是利用光寻址液晶光阀补偿热致退偏，结构较为简单，但损伤阈值较低，不适合高功率激光系统的退偏补偿。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有补偿技术的不足，提供一种任意退偏补偿的高损伤阈值液晶光学面板及其曝光装置，该液晶光学面板可直接作为插入式透射型元件用于高功率激光系统且其曝光装置具备高曝光精度和曝光口径。

本发明的技术解决方案如下：

一种任意退偏补偿的高损伤阈值液晶光学面板，其特点在于，所述的液晶光学面板由复合层，及涂覆在该复合层外围的间隔子边框胶组成，所述的复合层包括由上至下依次连接的第一介质膜层、第一玻璃基板、第二介质膜层、光控取向膜层、液晶层、摩擦取向膜层、第三介质膜层、第二玻璃基板和第四介质膜层构成。

所述的第一介质膜层、第二介质膜层、第三介质膜层、第四介质膜层是减反射膜层，该减反射膜层是为了增加待补偿激光和曝光蓝光的透过率；

所述的第一玻璃基板和第二玻璃基板为光学级玻璃，其尺寸大小决定了被补偿光束的口径，例如K9，BK7玻璃等；

所述的光控取向膜层可以通过线偏振蓝光诱导其进行取向，再间接诱导液晶层的液晶分子进行取向，该取向方向与所述的消色差成像系统输出辐照蓝光的每个像素单元偏振方向垂直；

所述的液晶层为90度扭曲向列型(TN)，液晶的双折射率Δn、层厚d和偏振补偿激光波长λ满足关系：

所述的摩擦取向膜层为一诱导液晶分子固定取向的膜层，该膜层常用的材料有聚酰亚胺(PI)、聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯醇(PVA)，其诱导取向方向是固定不变的；

所述的间隔子边框胶作为第一玻璃基板和第二玻璃基板的密封材料和支撑间隔，其间隔大小直接决定了液晶层的厚度d。

一种用于制备上述高损伤阈值液晶光学面板的曝光装置，其特点在于，所述的曝光装置包括LED蓝光光源、光束匀质器、准直器、偏振分束棱镜、分束棱镜、反射式电寻址液晶光阀、计算机和消色差成像系统；

所述的LED蓝光光源输出的光束依次经过光束匀质器、准直器、和偏振分束棱镜射入所述的分束棱镜，经该分束棱镜透射后进入反射式电寻址液晶光阀，经该反射式电寻址液晶光阀调制后原路返回至分束棱镜，再经该分束棱镜反射后依次进入消色差成像系统和液晶光学面板；反射式电寻址液晶光阀由所述的计算机控制。