[发明专利]反射式光寻址液晶空间光调制器

说明书

一种反射式光寻址液晶空间光调制器，其结构包括1053nm线偏振读出光入射窗口、二向分色镜、偏振片、液晶盒、470nmLED准直光源、偏振分光器、由计算机控制的LCoS型电寻址空间光调制器、交流稳压电源、检偏器和1053nm线偏振读出光出射窗口，所述的液晶盒由依次的透明导电膜基底层、第一透明导电层、液晶取向层及液晶层、光导层、反射膜层和第二导电层构成，所述的第一透明导电层和第二导电层之间连接所述的交流稳压电源，其特点在于所述第一透明导电层为n型掺硅氮化镓薄膜层或p型掺镁氮化镓薄膜层，所述的第二导电层为氧化铟锡薄膜层；所述的光导层兼作为第二导电层的基底层。本发明具有较高的激光损伤阈值，拓宽了在高能量激光装置中的应用范围。

技术领域

本发明属于液晶器件领域，具体涉及一种高损伤阈值反射式光寻址液晶空间光调制器。

背景技术

液晶空间光调制器(简称为LC-SLM)作为一种能够实时、动态地控制光场的振幅、相位、偏振态的光学器件，在大型激光装置的光束整形上具有重要的应用。例如在美国的NIF装置、OMEGA-EP装置、欧洲的LMJ装置和中国的神光系列装置中，液晶空间光调制器被用于损伤点的预屏蔽，光束强度预补偿，提高光束强度均匀性等方面。

在LC-SLM中，光寻址液晶空间光调制器作为一种无需像素电极，不对原本光路产生影响的空间光调制器，相对于常见的基于薄膜晶体管(TFT)的透射式电寻址空间光调制器和基于硅上液晶(LCoS)的反射式电寻址空间光调制器，既避免了 TFT空间光调制器由于非透明电极等组件导致的低开口率，又避免了LCoS空间光调制器由于黑栅效应等原因引起的光路畸变。

光寻址液晶空间光调制器在大型激光装置中应用时，其激光损伤阈值是一个重要的性能指标。但是，目前主要使用的透明导电层材料氧化铟锡(ITO)的激光损伤阈值较低，从而使光寻址液晶空间光调制器的整体激光损伤阈值较低，限制了其在高功率激光装置中的应用。因此，如何提高透明导电膜的损伤阈值进而提高光寻址液晶空间光调制器的激光损伤阈值成为了相关研究人员的重要研究课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种反射式光寻址空间光调制器，该器件具有较高的激光损伤阈值。拓宽了光寻址液晶空间光调制器在高能量激光装置中的应用范围。

为实现上述技术目标，本发明提供的技术方案如下：

一种反射式光寻址液晶空间光调制器，其结构包括1053nm线偏振读出光入射窗口、二向分色镜、偏振片、液晶盒、470nmLED准直光源、偏振分光器、由计算机控制的LCoS型电寻址空间光调制器、交流稳压电源、检偏器和1053nm线偏振读出光出射窗口，所述的液晶盒由依次的透明导电膜基底层、第一透明导电层、液晶取向层及液晶层、光导层、反射膜层和第二导电层构成，所述的第一透明导电层和第二导电层之间连接所述的交流稳压电源，其特点在于：

所述第一透明导电层为n型掺硅氮化镓薄膜层或p型掺镁氮化镓薄膜层，所述的第二导电层为氧化铟锡薄膜层；所述的光导层兼作为第二导电层的基底层。

所述的光导层使用的材料为硅酸铋(BSO)。

所述的反射膜层呈一定角度倾斜的梯形或平板形，当所述的反射膜层呈平板形时，所述的液晶盒在装置中沿光路倾斜放置；当所述的反射膜层呈平板形时，所述的液晶盒在装置中沿光路平行放置。

所述的第二导电层为非透明导电层。

所述的透明导电膜基底层的材料为蓝宝石。

所述的第一透明导电层对1053nm偏振光的透过率70％，第一透明导电层对脉宽10ns的1053m脉冲光损伤阈值1J/cm²。

所述的透明导电膜使用n型掺杂氮化镓，其中n型掺杂氮化镓使用载流子浓度为1*10¹⁸cm^-3～1*10¹⁹cm^-3的掺硅氮化镓，厚度为0.3mm～0.5mm。