[发明专利]应用于高速曝光图案化液晶光取向装置的照明系统

权利要求书

1.一种应用于高速曝光图案化液晶光取向装置的照明系统，其特征在于，所述照明系统包括脉冲光源和准直起偏部件，用于提供进行连续频闪曝光的光源和实现单一偏振准直均匀面光斑；

所述高速曝光图案化液晶光取向装置还包括偏振图案生成部件，所述照明系统连接于所述偏振图案生成部件，所述偏振图案生成部件包括位相调制器件；

所述脉冲光源产生的单个或者多个脉冲光束经过扩束、准直、分束步骤后，在相位调制器位置，累积能量密度低于位相调制器件损伤阈值；再经过后续成像步骤后，在样品表面，累积能量密度高于光偏振敏感材料的阈值能量。

2.根据权利要求1所述的应用于高速曝光图案化液晶光取向装置的照明系统，其特征在于，所述脉冲光源为脉冲激光器或连续激光器加上机械或光电挡光片产生，或采用脉冲LED或连续LED加可控挡光片系统。

3.根据权利要求1所述的应用于高速曝光图案化液晶光取向装置的照明系统，其特征在于，所述脉冲光源发出脉冲光经过所述准直起偏部件后形成发散角小于10mrad、光强均匀性优于80％的准直均匀光斑。

4.根据权利要求1所述的应用于高速曝光图案化液晶光取向装置的照明系统，其特征在于，所述脉冲光源的重复频率为1Hz到10kHz；

所述脉冲光源脉宽为皮秒到秒级别，单个脉冲能量在纳焦到毫焦量级。

5.根据权利要求1所述的应用于高速曝光图案化液晶光取向装置的照明系统，其特征在于，所述脉冲光源的波长在340nm至600nm之间，所述脉冲光源的半宽小于5nm；

在恒温恒湿环境中，所述脉冲光源的中心波长漂移幅度小于3nm；光源半波宽小于5nm，所述脉冲光源高于百分之八十的能量集中于中心波长的半宽内。

6.根据权利要求1所述的应用于高速曝光图案化液晶光取向装置的照明系统，其特征在于，所述脉冲光源对所述偏振图案生成部件输出图案的位相延迟的影响满足下列公式：

其中δ是由位相调控器件所设定的单个像素的偏振角度；

为误差造成的位相延迟。

7.根据权利要求6所述的应用于高速曝光图案化液晶光取向装置的照明系统，其特征在于，

所述脉冲光源的中心波长漂移以及半宽、温度、波片误差对偏振图案生成部件输出图案的偏振度位相误差小于1％。

8.根据权利要求1所述的应用于高速曝光图案化液晶光取向装置的照明系统，其特征在于，所述脉冲光源的入射光经过偏振图案生成部件进行位相调制后，在偏振方向上和与所述偏振方向相垂直的方向上强度比大于10∶1。

9.根据权利要求1所述的应用于高速曝光图案化液晶光取向装置的照明系统，其特征在于，所述脉冲光源为脉冲激光，所述脉冲激光的脉宽小于或等于所述位相调制器件的图像维持时间，当所述位相调制器件的一幅图像维持时，有至少一个脉冲激光峰照射到所述位相调制器件上。

10.根据权利要求1所述的应用于高速曝光图案化液晶光取向装置的照明系统，其特征在于，所述照明系统还包括准直起偏部件，所述准直起偏部件包括准直组件和起偏片；

所述准直组件用于将线光源或点光源调整为平行的面光源并输出至所述偏振图像生成部件；

所述起偏片用于产生单一偏振光，所述起偏器与所述准直组件相连，用于控制光的初始偏振方向，生成0-179度范围内的任意偏振方向的面光源。