[发明专利]一种基于SU8光栅的可调谐液晶激光器及制作方法

说明书

一种基于SU8光栅的可调谐液晶激光器及制作方法，包括ITO玻璃基板、SU8光栅、手性液晶和交流电源，本发明装置将液晶激光器构件在SU8光栅中，获得侧面辐射即与ITO玻璃基板方向平行，易于集成化；两个ITO玻璃基板之间的SU8光栅的每一个通道相当于一个独立的激光谐振腔，因此多个通道同时辐射激光可以大幅度提高出射激光强度，由上下ITO玻璃基板电极通过交流电源施加交流电压，形成垂直于手性液晶螺旋轴方向的电场，在电场作用下，手性液晶分子取向改变，螺距缓慢改变，达到稳定的波长调谐输出效果，利用电场调谐输出波长的方法方便、快捷，避免手性液晶分子螺旋排列的破坏，导致出射激光关断；本发明激光器可以应用于平面显示、光学编码、探测传感等领域。

技术领域

本发明属于光电子器件技术领域，具体涉及一种基于SU8光栅的可调谐液晶激光器及制作方法。

背景技术

液晶激光器具有无需外加谐振腔、尺寸微小、成本低、易获得、结构简单、调谐范围宽等优点，但是传统液晶盒激光器，在外加泵浦光的作用下，出射激光方向与玻璃基板方向垂直，出射激光强度较弱。由上下ITO电极施加交流电压，形成平行螺旋轴方向的电场，在电场的作用下，液晶分子的螺旋排列很容易被破坏，导致出射激光关断，进而导致波长调谐输出效果不稳定。

发明内容

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于SU8光栅的可调谐液晶激光器，包括ITO玻璃基板，两个ITO玻璃基板之间均匀设置有SU8光栅，SU8光栅通道中填充手性液晶和染料的混合物，所述两个ITO玻璃基板电极之间通过交流电源施加交流电压。

一种基于SU8光栅的可调谐液晶激光器的制作方法，包括以下步骤，

步骤1，清洗ITO玻璃基板，然后烤干去水，在其中一个ITO玻璃基板上形成SU8薄膜；

步骤2，将光刻胶均匀涂敷在ITO玻璃基板上，控制SU8薄膜厚度为20μm，烘箱烘烤使膜体固化；

步骤3，采用皮秒激光加工技术，在SU8薄膜中形成SU8光栅，SU8光栅周期为50μm，SU8光栅槽宽度为20μm；

步骤4，用另外一个ITO玻璃基板覆盖具有SU8光栅的ITO玻璃基板，制作液晶盒，手性液晶和染料的混合物利用毛细作用注入液晶盒中封盒；

步骤5，将泵浦源通过柱透镜垂直聚焦到ITO玻璃基板上，在两个ITO玻璃基板电极之间施加交流电压，形成垂直于ITO玻璃基板的电场，在泵浦源的作用下获得由侧面出射的激光，即平行于ITO玻璃基板方向。

步骤3所述皮秒激光加工技术采用皮秒激光器进行，皮秒激光器为LD泵浦Nd:YAG倍频532nm大功率准连续激光器，激光频率10kHz，脉宽4ps，功率40mW。

步骤4所述手性液晶和染料的混合物由向列相液晶TEB30A、手性剂S-811和激光染料DCM组成，且向列相液晶TEB30A、手性剂S-811和激光染料DCM按比例73.4％、25.6％和1％均匀混合。

步骤5所述泵浦源为固体Nd：YAG倍频532mm波长的脉冲激光器作为泵浦光源，脉冲频率为3Hz，脉宽20ns。

本发明的有益效果，本发明装置将液晶激光器构建在SU8光栅中，获得侧面辐射即与ITO玻璃基板方向平行，易于集成化；两个ITO玻璃基板之间的SU8光栅的每一个通道相当于一个独立的激光谐振腔，因此多个通道同时辐射激光可以大幅度提高出射激光强度，并且由上下ITO玻璃基板电极通过交流电源施加交流电压，形成垂直于手性液晶螺旋轴方向的电场，在电场作用下，手性液晶分子取向改变，螺距缓慢改变，达到稳定的波长调谐输出效果，利用电场调谐输出波长的方法方便、快捷，避免手性液晶分子螺旋排列的破坏，导致出射激光关断；本发明激光器可以应用于平面显示、光学编码、探测传感等技术领域。

附图说明