[发明专利]一种光伏型反射式液晶空间光调制器

说明书

本发明公开一种光伏型反射式液晶空间光调器，属于液晶器件领域。本发明包括：平行相对设置的第一玻璃基片1和第二玻璃基片10，第一玻璃基片1和第二玻璃基片10相向侧分别沉积有第一透明导电薄膜层2和第二透明导电薄膜层9从而形成第一导电玻璃和第二导电玻璃，第一导电玻璃与第二导电玻璃之间依次设有光敏层3、阻光层4、介质反射镜5、第一取向层6、位于两个间隔子之间的液晶层7及第二取向层8；所述光敏层3结构为p型掺杂的硅纳米线31和沉积于硅纳米线31阵列上的n型掺杂的氢化非晶硅薄膜32形成的复合纳米结构，所述硅纳米线31垂直于第一透明导电薄膜层2排列。本发明提高了液晶空间光调制器的图像分辨率，拓宽了液晶空间光调制器的光谱响应范围，提高了光响应度及灵敏度；此外其制备方法简单，容易操作，并且工艺参数容易控制。

技术领域

本发明属于液晶器件领域，具体涉及一种光伏型反射式液晶空间光调制器。

背景技术

空间光调制器是利用电或光信号在时间空间上控制另外光源的振幅、相位或行进方向等传播状态的装置。空间光调制器是构成实时光学信息处理、光计算和光学神经网络等系统的基本构造单元，在信息光学研究中发挥重要作用并有着广泛应用。空间光调制器的研究和性能对其应用领域研究的进展具有重要影响。对空间光调制器的要求包括：高的空间分辨率、高的响应速度、高的对比度、低的开关功耗和丰富的灰度等级。

按照编址方式，空间光调制器分为光寻址的空间光调制器和电寻址的空间光调制器。寻址是指，把写入光或写入信号含有控制调制器各个像素的信息分别传送到相应像素位置的过程。如果采用写入光实现，称为光寻址，采用写入电信号，称为电寻址。相比于电寻址，光寻址在时间上所有像素的寻址是同时完成的，所以光寻址是一种并行寻址方式，其特点是寻址速度最快，而且像素大小原则上只受寻址光学成像系统的分辨率的限制。此外，电寻址是通过条状电极传递信息，由于电极本身不透明，所以像素的有效通光面积和像素总面积之比——开口率较低，光能利用率不高。

光寻址空间光调制器(OASLM)是一种可以根据输入的写入图像调制读出光束特性的光电转换器件,作为光信息处理等应用中的关键器件,可以完成二维图像的波长转换、非相干-相干图像转换和图像增强等多种功能。光寻址空间光调制器(OASLM)通常以液晶层作为光调制材料,光敏层吸收写入光图像并产生相应空间变化的电场分布,调制层则可根据电场分布实现对读出光的调制。

液晶空间光调制器(SLM，Spatial light modulator)中液晶分子具有液体的流动性且具有介电各向异性和电导各向异性的电学特性，故而在外电场的作用下液晶分子排列状态也随之发生变化。又因为液晶分子的光学特性也是各向异性的从而使得整个液晶盒的光学效应随之改变。此外由于液晶分子的双折射特性，使得液晶盒呈现出光散射、光干涉和旋光等特殊的光学特性。因为液晶空间光调制器具有高双折射、宽带宽及工作电压较低的特性，液晶空间光调制器已被广泛用于显示和光子学领域，如可用于进行时间复用动态扫描3D电影显示、自适应光波前校正或是作为频谱滤波的衍射光学元件等。

基于光寻址的液晶空间光调制器的一个重要性能指标是分辨率，而决定其分辨率的关键结构取决于光敏层。现有技术中液晶光阀的光敏层材料为单一的半导体材料，例如：CdS、c-Si、BSO、GaAs和a-Si:H。但上述光敏层材料存在光响应时间长、载流子迁移率低等缺点，这影响了液晶空间光调制器的分辨率，难以满足液晶空间光调制器高分辨的要求。因此大幅度提高液晶空间光调制器的分辨率便显得非常重要，也需要亟待解决。