【CN109709708A】一种液晶达曼立方相位板、制备方法及产生系统【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910180816.X

(22)申请日 2019.03.11

(71)申请人 西北工业大学

地址 710072 陕西省西安市友谊西路127号

(72)发明人 魏冰妍　陈鹏　刘圣　葛士军　

赵建林　

(74)专利代理机构 北京品源专利代理有限公司

11332

代理人 孟金喆

(51)Int.Cl.

G02F 1/1335(2006.01)

G02F 1/1337(2006.01)

G02F 1/13363(2006.01)

(54)发明名称

一种液晶达曼立方相位板、制备方法及产生

系统

(57)摘要

本发明实施例公开了一种液晶达曼立方相

位板、制备方法及产生系统。其中液晶达曼立方

相位板包括相对设置的第一基板和第二基板，以

及位于第一基板和第二基板之间的液晶层；其

中，第一基板与第二基板之间设置有间隔粒子，

以支撑液晶层；第一基板和第二基板近邻液晶层

的一侧设置有光控取向膜，光控取向膜的分子指

向矢按照达曼立方相位控制图形排列，光控取向

膜控制液晶层中的液晶分子指向矢按照达曼立

方相位控制图形排列，以使照射在液晶达曼立方

相位板的入射光转化为偏振可控的艾里光束阵

列；达曼立方相位控制图形由立方相位图形和达

曼光栅图形叠加而成。本发明实施例的技术方

案，可以产生等能量分布、偏振可控的艾里光束

阵列。权利要求书2页 说明书9页 附图10页CN 109709708 A 2019.05.03

C N 109709708

A

1.一种液晶达曼立方相位板，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，以支撑所述液晶层；其特征在于：

所述第一基板和所述第二基板近邻所述液晶层的一侧设置有光控取向膜，所述光控取向膜的分子指向矢按照达曼立方相位控制图形排列，所述光控取向膜控制所述液晶层中的液晶分子指向矢按照所述达曼立方相位控制图形排列，以使照射在所述液晶达曼立方相位板的入射光转化为偏振可控的艾里光束阵列；

所述达曼立方相位控制图形由立方相位图形和达曼光栅图形叠加而成。

2.根据权利要求1所述的液晶达曼立方相位板，其特征在于，所述光控取向膜的分子指

向矢满足：其中，表示所述立方相位图形的立方相位，

其表达式满足：

表示所述达曼光栅图形的相位，

其表达式满足：

其中x、y表示以所述液晶达曼立方相位板中心为原点的直角坐标系的坐标，u()函数为阶跃函数，u(t≥0)＝1，u(t＜0)＝0，x n 、x n+1为相位跃变点。

3.根据权利要求1所述的液晶达曼立方相位板，其特征在于，所述立方相位图形包括多个弧线形成的立方相位周期图形，所述立方相位周期图形的立方相位范围为-15π～15π；

每个所述立方相位周期图形的宽度从所述立方相位周期图形的中心区域向两边逐渐递减。

4.根据权利要求1所述的液晶达曼立方相位板，其特征在于，所述液晶层的材料为向列相液晶、双频液晶或铁电液晶中的任意一种；

所述光控取向膜的达曼立方相位控制图形可擦写，所述光控取向膜的材料为偶氮染料。

5.根据权利要求1所述的液晶达曼立方相位板，其特征在于，所述液晶达曼立方相位板中的寻常光和非寻常光的相位差满足：

其中，Δn为液晶分子的双折射率差，d为液晶层厚度，λ为入射光波长，k为自然数。

6.一种偏振可控的艾里光束阵列产生系统，其特征在于，包括：

权利要求1-5任一所述的液晶达曼立方相位板；

位于所述液晶达曼立方相位板入光侧的光源，以产生入射光；

位于所述液晶达曼立方相位板出光侧的透镜和成像装置；

其中所述光源、所述液晶达曼立方相位板、所述透镜以及所述成像装置的光轴位于同一直线上。

7.根据权利要求6所述的偏振可控的艾里光束阵列产生系统，其特征在于，还包括：

权　利　要　求　书1/2页2CN 109709708 A