[發明專利]空變液晶波片

有效

• 申請號: 200810007788.3
• 申請日: 2008-03-12
• 公開（公告）號: CN101266313A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 大衛·M.·西蒙;斯科特·邁克爾東尼;杰瑞·扎而巴
• 申請（專利權）人: JDS尤尼弗思公司
• 主分類號: G02B5/30
• 分類號: G02B5/30
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司
• 代理人: 鄭小粵

1.一種制造空變波片的方法，包括以下步驟：

(a)提供由光定向材料制成的第一定向層；

(b)采用偏振光穿過孔徑照射所述第一定向層的一部分，以形成從所述第一定向層上的中心點徑向延伸的曝光區域，所述偏振光具有適于在所述第一定向層中引發定向的波長；

(c)以選定的角速度旋轉所述第一定向層、所述孔徑和所述偏振光的偏振方向三者中的至少兩者，使得所述曝光區域繞所述中心點完成至少一次全程旋轉，得到所述光定向材料相對于所述第一定向層上方位角位置的空間變化定向；以及

(d)在所述第一定向層上形成由液晶材料制成的波片層，以便所述波片層的光軸在所述波片層的面內根據所述空間變化定向而改變，以便提供所述光軸的預設取向模式，所述光軸的預設取向模式取決于所述角速度的比率。

2.根據權利要求1所述的方法，其中步驟(a)包括：在基底上形成所述第一定向層，所述基底在工作波長范圍內相對于光照射實質上具有光透性或者光反射性。

3.根據權利要求2所述的方法，其中所述孔徑具有帶頂點的楔型部分，并且其中如果在步驟(c)中所述孔徑旋轉，則所述頂點被置于所述孔徑的旋轉軸上，或者如果在步驟(c)中所述第一定向層旋轉，則所述頂點被置于所述第一定向層的旋轉軸上。

4.根據權利要求3所述的方法，其中所述步驟(c)包括：所述基底以第一角速度ω₁至少完成一次全程旋轉，以便在不同的時刻通過所述孔徑將所述第一定向層的不同部分曝光于所述偏振光照射，同時以第二角速度ω₂旋轉所述偏振光照射的偏振方向，其中所述ω₂等于(1-n/2)·ω₁，其中n為整數，并且同時使所述孔徑相對于其頂點保持靜止，所述孔徑的頂點被置于所述基底的旋轉軸上。

5.根據權利要求3所述的方法，其中所述步驟(c)包括：所述孔徑以第三角速度ω₃繞其頂點至少完成一次全程旋轉，以便在不同的時刻通過所述孔徑將所述第一定向層的不同部分曝光于所述偏振光照射，同時以第四角速度ω₄旋轉所述偏振光照射的偏振方向，其中，所述ω₄等于(n/2-1)·ω₃，其中n為整數。

6.根據權利要求3所述的方法，其中所述步驟(c)包括：所述孔徑以第五角速度ω₅旋轉，同時保持所述偏振光照射的所述偏振方向靜止并且同時以第六角速度ω₆旋轉所述基底，其中ω₆等于(1-2/n)·ω₅，其中n為整數，以使得所述孔徑相對于所述基底至少完成一次全程旋轉，并且使得在不同的時刻通過所述孔徑將所述第一定向層的不同部分曝光于所述偏振光照射。

7.根據權利要求4所述的方法，其中所述步驟(b)包括：使紫外光穿過偏光器而形成所述偏振光，并且所述步驟(c)包括旋轉所述偏光器。

8.根據權利要求5所述的方法，其中所述步驟(b)包括：使紫外光穿過偏光器而形成所述偏振光，并且所述步驟(c)包括旋轉所述偏光器。

9.根據權利要求2所述的方法，其中所述光定向材料包括：線性光聚合聚合體，并且所述偏振光為線性偏振紫外線光。

10.根據權利要求2所述的方法，其中所述液晶材料包括液晶聚合體。

11.根據權利要求10所述的方法，其中所述步驟(d)包括以下步驟：

在所述第一定向層上沉積液晶聚合體前驅材料；并且

通過將所述液晶聚合體前驅材料曝光于紫外光而使其進行聚合以形成所述波片層。

12.根據權利要求1所述的方法，其中所述液晶材料包括向列型液晶。

13.根據權利要求12所述的方法，其中所述步驟(d)包括：提供第二定向層，以便所述波片層被插入在所述第一定向層和所述第二定向層之間。

14.根據權利要求13所述的方法，其中所述液晶材料包括扭轉向列型液晶，并且所述第二定向層具有單向定向方向特征，所述單向定向方向特征在所述第二定向層的面內不發生改變。

15.一種在基底的定向層中產生空變定向模式的光學系統，包括：

偏振光源，所述偏振光源適于在所述定向層中引發定向；

孔徑，所述孔徑位于所述偏振光源和所述定向層之間的偏振光的光路中，其中所述孔徑具有帶頂點的楔型部分，以便在所述定向層上形成從中心點徑向延伸的曝光區域；

旋轉裝置，用于以選定的角速度旋轉所述偏振光的偏振方向、所述孔徑以及所述定向層三者中的至少兩者，以便所述孔徑的所述頂點位于所述孔徑和所述定向層的相對旋轉軸上；以及

控制裝置，用于控制所述選定的角速度的比率。