[发明专利]一种振幅与相位独立可控型液晶光阀

说明书

本发明的振幅与相位独立可控型液晶光阀，属于液晶空间光调制技术领域，包括第一液晶盒、第二液晶盒；所述第一液晶盒实现对光场纯相位调制，所述第二液晶盒实现对光场纯振幅调制。本发明的振幅与相位独立可控型液晶光阀，能够实现相位调控，且调制过程中振幅不变；能够实现振幅调控，且调制过程中相位不变；能够实现纯相位与纯振幅同时调控，且互不干扰；满足了全息显示、光束整形、裸眼3D成像等方面对相位振幅独立可控型液晶光阀的迫切需求。

技术领域

本发明属于液晶空间光调制技术领域，是一种振幅与相位独立可控型液晶 光阀。

背景技术

液晶光阀作为液晶空间光调制器中的核心器件，具有图案加载灵活、分辨 率高、调制精度高等优点，作为对光场振幅和相位进行调制的器件已被广泛应 用于科研、工业、通讯、传感、显微成像、教学、科研等领域。现有液晶光阀 根据调制内容分为相位型液晶光阀、振幅型液晶光阀、相位兼振幅型液晶光阀。 按照工作原理分为双折射型液晶光阀和旋光型液晶光阀。常见双折射型液晶光 阀液晶工作模式一般为ECB(Electronic ControlledBirefringence)或者VA (Vertical Alignment)。常见旋光型液晶光阀液晶工作模式有TN(Twist Nematic)和STN(Super TN)。相位型液晶光阀一般使用无手性剂的相列型液 晶，各层分子取向一致，前偏光片透光轴方向与液晶光轴方向一致，利用双折 射原理以实现纯相位调控。振幅型液晶光阀按工作原理分为旋光型和双折射型 液晶光阀，旋光型液晶光阀在调节振幅的过程中相位基本保持不变，而双折射 型液晶光阀是通过相位的改变实现振幅调节的。相位兼振幅型液晶光阀使用双 折射原理，相位模式下，前后偏振片与液晶光轴夹角0°，相位随着液晶偏转 角度变化而变化，但由于没有O光分量因此振幅不会发生改变；需要使用振幅 模式的时候，通过软件将相位调制量调整为π，同时转动起偏角度和液晶光轴夹角成45°，检偏角度-45°，此时O光和E光均有份量，液晶分子转动过程 中既有E光和O光相位差发生变化，从而引起偏振态的改变，通过检偏器实 现振幅的调节，不能在调节振幅的同时保持相位不变，即，相位和振幅不是独 立调控的。

综上，现有液晶光阀仅局限于对相位或者振幅的调控，不能对振幅和相位 同时且独立调控。因此，急需研究一种振幅相位独立可控型液晶光阀，能够在 满足对光场纯相位调制的同时实现纯振幅调制。

发明内容

有鉴如此，本发明的目的是提供一种振幅与相位独立可控型液晶光阀，通 过对光场振幅和相位分开调控，实现纯振幅与纯相位的独立调制。

为实现上述目的，本发明提供一种振幅与相位独立可控型液晶光阀，包括 第一液晶盒、第二液晶盒；

所述第一液晶盒实现对光场纯相位调制，所述第二液晶盒实现对光场纯振 幅调制；

相位调制模式下，所述第一液晶盒处于工作状态，所述第二液晶盒处于非 工作状态；振幅调制模式下，所述第一液晶盒处于非工作状态，所述第二液晶 盒处于工作状态；相位与振幅同时调制模式下，所述第一液晶盒、第二液晶盒 相互独立工作，分别对相位和振幅进行调控，且互不干扰。

进一步地，所述第一液晶盒为透射式液晶盒，沿光路方向依次包括前偏振 片、第一基板、第一液晶层、第一像素基板、后偏光片。

进一步地，所述第一液晶层采用ECB或者VA工作模式，液晶各层分子 取向一致，且取向方向与前后偏光片的透光轴方向一致。

进一步地，所述第二液晶盒为反射式液晶盒，沿光路方向依次包括第二基 板、第二液晶层和第二像素基板。

进一步地，所述第二液晶层90°扭曲的TN模式，液晶分子从上到下扭曲 排列，且扭曲角为90°。

进一步地，所述第二像素基板为反射式TFT基板或者LCOS基板。

本发明采用上述技术方案的优点是：