[发明专利]一种液晶聚合物偏振光栅及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种液晶聚合物偏振光栅及其制备方法和应用，尤其涉及一种液晶聚合物偏振光栅及制备方法、包括液晶聚合物偏振光栅的组合级联及在二维光学扫描中的应用、包括组合级联的光学相控阵雷达及其应用；所述液晶聚合物偏振光栅包括：光控取向膜以及设置在光控取向膜一侧的液晶聚合物薄膜；所述光控取向膜的分子指向矢方向呈周期性渐变分布；所述液晶聚合物薄膜中靠近所述光取向膜的一层液晶分子的指向矢分布于所述光控取向膜的分子指向矢分布相同；该液晶聚合物偏振光栅具有较小的面积以及较高的集成度，其制备的光学相阵控雷达具有体积小、成本低、响应速度快以及控制过程简单等优点。

技术领域

本发明属于雷达领域，涉及一种液晶聚合物偏振光栅及其制备方法和应用，尤其涉及一种液晶聚合物偏振光栅及制备方法、包括液晶聚合物偏振光栅的组合级联及在二维光学扫描中的应用、包括组合级联的光学相控阵雷达及其应用。

背景技术

光学雷达是一种通过向目标物体照射激光，通过测量接收到的激光信号来测量目标的距离参数。同时光学雷达在无人驾驶领域有着广阔的应用前景，光学雷达可以作为无人驾驶的传感器，实现对实时路况的判断。并且光学雷达在无人机以及空间测绘等领域也有着非常广泛的应用。

传统的雷达使用的是万向节结构，通过机械扫描的方向改变光束的发射角。与传统雷达不同，相控阵雷达利用电磁波的干涉，通过改变移相器之间的相位差来调节电磁波的衍射角。与传统雷达相比，相控阵雷达的响应时间更短可以实现更快速的扫描，可以实现对于多个目标的扫描，并且具有更强抗干扰性等优点。

目前，光学相控阵雷达普遍造价相对高昂，并且为了实现大角度的精密扫描其所需的天线数量较多，致使目前光学相控阵雷达的体积相对较大，不利于其作为无人驾驶汽车的车载光学扫描原件。

因此，本发明设计了一种液晶聚合物光学相控阵雷达，一方面能够对上述问题有所改进，另一方面还具有低能耗、易集成等优点。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种液晶聚合物偏振光栅及其制备方法和应用，该液晶聚合物偏振光栅具有较小的面积以及较高的集成度，其制备的光学相阵控雷达具有体积小、成本低、响应速度快以及控制过程简单等优点。

本发明的目的之一在于提供一种液晶聚合物偏振光栅，所述液晶聚合物偏振光栅包括：光控取向膜以及设置在光控取向膜一侧的液晶聚合物薄膜；

所述光控取向膜的分子指向矢方向呈周期性渐变分布；

所述液晶聚合物薄膜分子的指向矢分布于所述光控取向膜的分子指向矢分布相垂直。

在本发明中，所述液晶聚合物偏振光栅包括透明基板、设置在透明基板一侧的光控取向膜，以及设置在光控取向膜远离透明基板一侧的液晶聚合物薄膜。

优选地，所述透明基板的透过率不低于99％，例如99％、99.1％、99.2％、99.3％、99.4％、99.5％、99.6％、99.7％、99.8％、99.9％、100％等。

优选地，所述光控取向膜的厚度为100-110nm，例如100nm、101nm、102nm、103nm、104nm、105nm、106nm、107nm、108nm、109nm、110nm等。

优选地，所述液晶聚合物薄膜的厚度为1.85-1.92μm，例如1.85μm、1.86μm、1.87μm、1.88μm、1.89μm、1.90μm、1.91μm、1.92μm等。

在本发明中，所述光控取向膜的分子指向矢方向沿水平方向周期性渐变，沿垂直方向保持不变。

在本发明中，所述液晶聚合物偏振光栅包括三个衍射级次。

在本发明中，所述液晶聚合物偏振光栅的衍射角与入射光的偏振态相关。