[发明专利]液晶型径向偏振光转换器及其制备方法

说明书

本发明提供一种液晶型径向偏振光转换器及其制备方法，该转换器包括平行且间隔设置的第一基板和第二基板；设置于第一基板的朝向第二基板的表面上的具有圆形围堰孔的图案化围堰层；设置于第二基板的靠近第一基板的表面上的液晶平行排列配向层；形成于图案化围堰层与液晶平行排列配向层之间的预设间隙以及圆形围堰孔中的液晶层，其中，液晶分子在圆形围堰孔内呈径向分布，液晶分子在液晶平行排列配向层的表面呈平行排列，液晶分子在图案化围堰层与液晶平行排列配向层之间呈扭曲‑径向排列。本发明的液晶型径向偏振光转换器，可将穿过其的线性偏振光转换成径向偏振光，并且结构简单、操作方便、应用方便、制备过程简单易行，可实现阵列化生产。

技术领域

本发明涉及液晶光电子技术领域，特别是涉及液晶型径向偏振光转换器及其制备方法。

背景技术

除常见的线偏振、圆偏振、椭圆偏振，光束偏振态还包括径向偏振态和方位角偏振态。径向偏振光因其电矢量的振动方向与光轴的对称性以及始终存在轴上光强为零等特点，广泛应用于粒子俘获、光学微操纵、光信息存储、光与物质相互作用、电子加速、显微系统、平板印刷术、激光加工、光镊子技术、超分辨领域等。

液晶具有光学各向异性，是制备偏振光转换器的极佳材料。在液晶偏振光转换器中，液晶分子在其中一个基板上需要形成径向排列。例如可采用电场诱导液晶分子排列，光控取向，圆形摩擦处理多种方法来实现液晶分子的径向排列，但这些方法都只能获得单个的液晶偏振光转换器，制备过程繁琐，难以实现阵列化生产。而液晶偏振光转换器阵列可实现对多束光的同时处理，且单个液晶偏振光转换器为微米级。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种液晶型径向偏振光转换器及其制备方法，用于解决现有的径向偏振光束的产生装置制备成本高、操作复杂，光束产生过程繁琐，影响工作效率且难以阵列化的技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种液晶型径向偏振光转换器，所述液晶型径向偏振光转换器包括：

第一基板；

第二基板，平行且间隔设置于所述第一基板的一侧；

图案化围堰层，设置于所述第一基板的朝向所述第二基板的表面上，所述图案化围堰层具有至少一个贯穿所述图案化围堰层的圆形围堰孔；

液晶平行排列配向层，设置于所述第二基板的靠近所述第一基板的表面上，且所述液晶平行排列配向层与所述图案化围堰层之间预留有预设间隙；

液晶层，形成于所述图案化围堰层与所述液晶平行排列配向层之间的预设间隙以及所述圆形围堰孔中；

其中，液晶分子在所述圆形围堰孔内呈径向分布，液晶分子在所述液晶平行排列配向层的表面呈平行排列，液晶分子在所述图案化围堰层与所述液晶平行排列配向层之间呈扭曲-径向排列。

在一可选实施例中，所述圆形围堰孔的直径介于10μm-2000μm之间。

在一可选实施例中，所述图案化围堰层的厚度介于5nm-1μm之间。

在一可选实施例中，所述图案化围堰层的材料包括全氟(1-丁烯基乙烯基醚)、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷、十八烷基三氯硅烷或聚酰亚胺。

在一可选实施例中，所述液晶平行排列配向层包括经平行摩擦处理的聚酰亚胺或偶氮双苯液晶光配向剂。

在一可选实施例中，所述预设间隙介于5μm-100μm之间。

在一可选实施例中，所述液晶型径向偏振光转换器还包括用于控制所述第一基板和所述第二基板之间间距的且位于所述第一基板和第二基板之间的间隔粒子或聚酯间隔膜。

在一可选实施例中，所述图案化围堰层具有包含由若干所述圆形围堰孔构成的围堰孔阵列。