[发明专利]一种光束偏折器件、制备方法及光束偏折检测装置

说明书

本发明公开了一种光束偏折器件、制备方法及光束偏折检测装置。光束偏折器件包括相对设置的第一基板和第二基板，以及光敏胆甾相液晶层；第一基板与第二基板间设有间隔粒子，以支撑液晶层；第一基板近邻液晶层的一侧设有第一取向膜，第一取向膜具有分子指向矢沿第一方向相同，沿第二方向呈0°‑180°周期性渐变的第一控制图形；第二基板近邻液晶层的一侧设置有第二取向膜，第二取向膜的分子指向矢具有第二控制图形，第二控制图形在第一基板所在平面上的垂直投影与第一控制图形重合，以使液晶层的螺旋结构呈周期性渐变旋转排列。本发明的技术方案，可以解决光束偏折控制中普遍存在的偏折效率低、波段适用性窄、动态可控性差和集成度低等问题。

技术领域

本发明实施例涉及光束调控技术，尤其涉及一种光束偏折器件、制备方法及光束偏折检测装置。

背景技术

近年来，光场调控技术吸引了广大科研工作者的强烈兴趣。事实上，任何光子技术本质上都是对光场的各个物理参量进行多种多样的调控，包括频率、波长、时间、振幅、相位、偏振等，从而实现光信息的加载、处理和提取。其中，光束的偏折控制处于至关重要的地位，一直以来都是光学领域的研究重点，在工业、通讯、生物医疗、天文观测和国防军事等众多领域得到广泛应用。

传统的光束偏折器件主要依靠变形镜、万向节等特定机械装置，通过其转动来控制光束的偏折方向。该技术面临整体装置复杂、体积庞大、操作难度高、效率低、可控角度范围小、成本高等诸多缺点。随着现代光子技术的小型化和集成化发展，多功能、易于集成且具有动态属性的光束偏折器件是人们迫切需要的。

发明内容

本发明实施例提供一种光束偏折器件、制备方法及光束偏折检测装置，以解决光束偏折控制中普遍存在的偏折效率低、波段适用性窄、动态可控性差和集成度低等问题。

第一方面，本发明实施例提供一种光束偏折器件，包括：

相对设置的第一基板和第二基板，以及位于所述第一基板和所述第二基板之间的光敏胆甾相液晶层；

其中，所述第一基板与所述第二基板之间设置有间隔粒子，以支撑所述光敏胆甾相液晶层；

所述第一基板近邻所述光敏胆甾相液晶层的一侧设置有第一取向膜，所述第一取向膜具有分子指向矢沿第一方向相同，沿第二方向呈0°-180°周期性渐变分布的第一控制图形；

所述第二基板近邻所述光敏胆甾相液晶层的一侧设置有第二取向膜，所述第二取向膜的分子指向矢具有第二控制图形，所述第二控制图形在所述第一基板所在平面上的垂直投影与所述第一控制图形完全重合，以使所述光敏胆甾相液晶层的螺旋结构呈周期性渐变旋转排列；

其中，所述第一方向和所述第二方向相交。

可选的，沿垂直于所述第一基板的方向，所述间隔粒子的延伸长度大于或者等于所述光敏胆甾相液晶层中螺旋结构的螺距的10倍。

可选的，所述第一取向膜和所述第二取向膜的材料包括光交联材料、光降解材料或光致顺反异构材料中的至少一种。

可选的，所述光敏胆甾相液晶层包括光控手性可翻转的手性向列相液晶材料。

可选的，所述手性向列相液晶材料包括一种单一光敏手性分子或两种手性相反的光敏/静态分子。

第二方面，本发明实施例还提供一种光束偏折检测装置，包括共光轴依次排列的光源、偏振片、光阑、分束单元、上述的光束偏折器件以及激发光源，还包括位于所述分束单元另一出光方向的图像检测单元；

所述光源发出光线的传播路径为：经过所述偏振片、所述光阑、所述分束单元透射后入射至所述光束偏折器件，在所述光束偏折器件发生偏折并反射至所述分束单元，并经过所述分束单元反射后被所述图像检测单元接收；

所述激发光源用于对所述光束偏折器件施加光照刺激，以控制偏折光束的工作波长和偏折方向。