[发明专利]具有快速响应和提高的转向分辨率的束转向设备

说明书

用于可控地使第一圆偏振(CP)光束以快速响应从入射方向偏转的装置包括：偏振选择器(PS)，用于将入射光束的旋转指向调整为期望旋转指向来形成第二CP光束；和偏振光栅(PG)，用于根据期望的旋转指向使第二CP光束偏转。PS包括夹在两个四分之一波片之间的光学调制器。光学调制器具有在快轴取向中可重新配置的至少一个铁电液晶(FLC)半波片(HWP)。装置由于重新配置FLC HWP的时间短而在束转向时具有快速响应。基于使多个单元(每一个是该装置)串联级联，获得具有快速响应和提高的转向分辨率的束转向设备。设备可用于在投影图像时增强视场。

缩写列表

3D 三维

CP 圆偏振

DC 直流

DMD 数字微镜设备

DOE 衍射光学元件

EO 电光

FLC 铁电液晶

FOV 视场

H 水平

HWP 半波片

IR 红外

LC 液晶

LCoS 硅基液晶

LH 左旋

LP 线偏振

PG 偏振光栅

PS 偏振选择器

QWP 四分之一波片

RH 右旋

SLM 空间光调制器

V 垂直

技术领域

本申请总体上涉及使光束非机械地转向的设备。特别地，本发明涉及基于使用用于增加合成转向分辨率的多个束偏转装置的束转向设备，其中束偏转装置中的每一个采用至少一个铁电液晶(FLC)半波片(HWP)以提供快速响应时间。

背景技术

光束的非机械转向对于许多应用是有用的，例如在全息投影中用于增大视场(FOV)。偏振光栅(PG)可以用于使光束或光学图像非机械地转向。PG的理论和实现方面可以在例如J.Buck等人撰写且在SPIE 8395采集、跟踪、指向和激光系统技术XXVI，83950F(2012年5月15日)中发布的“Polarization Gratings for Non-Mechanical Beam SteeringApplications(用于非机械束转向应用的偏振光栅)”中找到，其公开通过引用合并于此。PG使圆偏振(CP)光束相对于CP光束的行进方向偏转一偏转角。向行进方向的左侧或右侧偏转。在光偏转上是选择左侧还是右侧根据CP光束的指向(sense)或旋转或旋向性(handedness)来确定。

然而，在PG中关于它的转向分辨率和响应时间需要有提高。因为PG提供固定偏转角，转向分辨率通常较低。PG使光束从左侧切换到右侧(反之亦然)的响应时间(通常每转向约10ms)与例如液体棱镜的许多其他束转向装置相比相对较短。尽管如此，对于例如跟踪快速移动物体并且然后在雷达应用中突显它的许多实际应用需要更短的响应时间，例如亚毫秒响应时间。