[發明專利]基于電控液晶紅外發散平面微柱鏡的紅外波束控制芯片

有效

• 申請號: 201410579907.8
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN104298029A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 張新宇;雷宇;佟慶;羅俊;桑紅石;謝長生
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G02F1/1343
• 分類號: G02F1/1343;G02F1/133;G02F1/29;G01J3/12
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 廖盈春

1.一種紅外波束控制芯片，其特征在于，包括電控液晶紅外發散平面微柱鏡陣列；所述電控液晶紅外發散平面微柱鏡陣列包括液晶材料層，依次設置在所述液晶材料層上表面的第一液晶初始取向層、第一電隔離層、圖形化電極層、第一基片和第一紅外增透膜，以及依次設置在所述液晶材料層下表面的第二液晶初始取向層、第二電隔離層、公共電極層、第二基片和第二紅外增透膜；所述公共電極層由一層勻質導電膜構成；所述圖形化電極層由其上布有m×n元陣列分布的長方孔對的一層勻質導電膜構成，所述長方孔對由兩個并排的長方形孔構成，其中，m、n均為大于1的整數；

所述電控液晶紅外發散平面微柱鏡陣列被劃分成m×n元陣列分布的單元電控液晶紅外發散平面微柱鏡，所述單元電控液晶紅外發散平面微柱鏡與所述長方孔對一一對應，每個長方孔對均位于對應的單元電控液晶紅外發散平面微柱鏡的中心，形成單元電控液晶紅外發散平面微柱鏡的上電極，所有單元電控液晶紅外發散平面微柱鏡的下電極由所述公共電極層提供。

2.如權利要求1所述的紅外波束控制芯片，其特征在于，紅外入射波束進入所述電控液晶紅外發散平面微柱鏡陣列后，被各單元電控液晶紅外發散平面微柱鏡離散為陣列化的子入射波束，各子入射波束與受控電場激勵下構建的具有特定折射率分布形態的液晶分子相互作用呈發散態，形成具有長方光孔形態的子透射波束，陣列化的子透射波束耦合形成由陣列化的長方光孔有序排布構成的圖形化紅外透射波場；

其中，各單元電控液晶紅外發散平面微柱鏡被驅控電壓信號同步加電驅控，通過調節驅控電壓信號的頻率或均方幅度，調變各單元電控液晶紅外發散平面微柱鏡的紅外子出射波束的發散程度。

3.如權利要求2所述的紅外波束控制芯片，其特征在于，通過調變驅控電壓信號調節發散光場的光學參數，能抵抗目標或環境光場擾動以及電參數波動。

4.如權利要求1至3中任一項所述的紅外波束控制芯片，其特征在于，單個長方孔對的面積與對應的單元電控液晶紅外發散平面微柱鏡的光接收面積的比值為開孔系數，所述開孔系數為25％～50％。

5.如權利要求1至3中任一項所述的紅外波束控制芯片，其特征在于，單個長方孔對的兩個長方形孔之間的金屬條的面積與對應的單元電控液晶紅外發散平面微柱鏡的光接收面積的比值為中心電極填充系數，所述中心電極填充系數為4％～16％。

6.如權利要求1至5中任一項所述的紅外波束控制芯片，其特征在于，所述控制芯片還包括芯片外殼；所述電控液晶紅外發散平面微柱鏡陣列封裝在所述芯片外殼內并與所述芯片外殼固連，其光入射面和光出射面通過所述芯片外殼的前后兩個端面上正對的開孔裸露在外；所述芯片外殼的側面設置有驅控信號輸入端口。

7.如權利要求6所述的紅外波束控制芯片，其特征在于，所述公共電極層和圖形化電極層各通過一根導線引出，公共電極層引線和圖形化電極層引線接入所述驅控信號輸入端口，用于輸入驅控和調變所述電控液晶紅外發散平面微柱鏡陣列的驅控電壓信號。