[实用新型]具有相位补偿功能的图案化液晶光取向装置

说明书

本实用新型公开一种具有相位补偿功能的图案化液晶光取向装置，该装置包括：照明组件、图案微缩组件、焦距伺服组件、运动控制部件、正交圆偏振光干涉组件、光路校准监测组件以及相位补偿组件，本实用新型利用相位型空间光调制器产生的相位差控制圆偏振光干涉形成的线偏振光的偏振方向，结合感光材料对线偏振光偏振方向敏感的性质，可以实现图案化液晶光取向，此装置能够在单次投影情况下，完成投影区域内任意像素空间里的液晶任意光取向，通过二维工件平台的移动，完成多个幅面的拼接，能够实现大幅面液晶光取向。

技术领域

本实用新型涉及液晶取向排列控制领域，尤其涉及一种具有相位补偿功能的图案化液晶光取向装置。

背景技术

液晶在信息显示、光学及光子学器件等领域具有广泛应用。这些应用中许多都要求液晶能够按照设计的取向排列，以实现对光的振幅、相位以及偏振调制，因此液晶的取向排列控制方式成为了学术和工业生产的研究热点。

目前产业界广泛使用的取向控制方式是摩擦取向技术，它使用尼龙和纤维等按照特定的方向摩擦取向膜以完成液晶的定向排列，但是它容易产生静电、尘埃以及损伤膜面等缺陷。

近年来，随着光敏材料的发展，光控取向理念被提出和发展，它利用光敏材料在紫外线偏振光照射下，产生垂直于线偏振光方向的分子取向，这种分子的定向取向产生了类似于沟槽所带来的锚定力，从而诱导液晶分子定向排列。

目前实现光控取向的方式主要有两大类，一类是需要掩模的，有接触式掩模曝光、投影式掩模曝光和投影式动态掩模曝光，其中接触式和投影式掩模曝光针对不同的图案都需要制作对应的掩模，具有生产成本高、效率低等缺点，而目前已报道的基于空间光调制器DMD的投影式动态掩模曝光无法实现单次曝光下的不同选区形成不同液晶取向图案，需要多次曝光，也具有效率低、套刻难等问题；而且上述方案同时需要结合偏振片地旋转来改变光的偏振方向，这也会引入一定的取向误差，另一类是无需掩模的全息干涉，它只能生成一维或二维周期性且取向单一的液晶取向排列图案，难以制备复杂的图案。

具体地，在申请号为：201210225093.9，专利名称为：一种数控微镜阵光刻实现液晶任意取向控制的方法与装置的实用新型专利公开一种基于DMD动态掩模光控取向技术，通过控制DMD中微反射镜的偏转来实现动态掩模功能，虽然此方法无需更换掩模就可以实现液晶选区取向排列，但是无法在单次光控取向过程中实现液晶选区任意取向排列图案的记录，它每次光控取向操作只能实现单一方向偏振图案记录，若要实现不同选区不同方向偏振图案的记录，需要绘制多张设计图不断重复加载到DMD控制芯片来实现不同选区取向，而且每加载一次就需要旋转偏振片一次来控制光的偏振方向，造成了生产效率低，存在机械旋转误差等问题。

具体地，在申请号为：201820881217.1，专利名称为：一次曝光实现任意分布的光取向装置的实用新型专利公开一种基于LCOS动态掩模光控取向技术，通过控制LCOS中像素单元的相位延迟实现动态光控取向，虽然此方法无需绘制多张设计图不断重复加载到LCOS控制芯片来实现不同选区取向和不需要每加载一次就要旋转偏振片一次来控制光的偏振方向，只需要通过给LCOS中每个像素单元施加不同的电压，使其产生目标相位延迟，就可以实现单次加载来完成不同选区取向，但是该技术对LCOS中的非寻常光的极化方向与相位延迟波片的快(慢)轴之间的夹角有严格的限制，若存在一定的偏离误差，将使得最终出射光为椭圆偏振光。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种具有相位补偿功能的图案化液晶光取向装置。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

具有相位补偿功能的图案化液晶光取向装置，包括：

照明组件，用于提供光源和实现单一偏振准直均匀面光斑；

图案微缩组件，用于将调制后的光场微缩投影在感光材料上；