[發明專利]反射式光尋址液晶空間光調制器

有效

• 申請號: 202010027374.8
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN113126373B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 范薇;邢智博
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G02F1/1343
• 分類號: G02F1/1343;G02F1/1335
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種反射式光尋址液晶空間光調制器，其結構包括1053nm線偏振讀出光入射窗口、二向分色鏡、偏振片、液晶盒、470nmLED準直光源、偏振分光器、由計算機控制的LCoS型電尋址空間光調制器、交流穩壓電源、檢偏器和1053nm線偏振讀出光出射窗口，所述的液晶盒由依次的透明導電膜基底層、第一透明導電層、液晶取向層及液晶層、光導層、反射膜層和第二導電層構成，所述的第一透明導電層和第二導電層之間連接所述的交流穩壓電源，其特點在于所述第一透明導電層為n型摻硅氮化鎵薄膜層或p型摻鎂氮化鎵薄膜層，所述的第二導電層為氧化銦錫薄膜層；所述的光導層兼作為第二導電層的基底層。本發明具有較高的激光損傷閾值，拓寬了在高能量激光裝置中的應用范圍。

技術領域

本發明屬于液晶器件領域，具體涉及一種高損傷閾值反射式光尋址液晶空間光調制器。

背景技術

液晶空間光調制器(簡稱為LC-SLM)作為一種能夠實時、動態地控制光場的振幅、相位、偏振態的光學器件，在大型激光裝置的光束整形上具有重要的應用。例如在美國的NIF裝置、OMEGA-EP裝置、歐洲的LMJ裝置和中國的神光系列裝置中，液晶空間光調制器被用于損傷點的預屏蔽，光束強度預補償，提高光束強度均勻性等方面。

在LC-SLM中，光尋址液晶空間光調制器作為一種無需像素電極，不對原本光路產生影響的空間光調制器，相對于常見的基于薄膜晶體管(TFT)的透射式電尋址空間光調制器和基于硅上液晶(LCoS)的反射式電尋址空間光調制器，既避免了 TFT空間光調制器由于非透明電極等組件導致的低開口率，又避免了LCoS空間光調制器由于黑柵效應等原因引起的光路畸變。

光尋址液晶空間光調制器在大型激光裝置中應用時，其激光損傷閾值是一個重要的性能指標。但是，目前主要使用的透明導電層材料氧化銦錫(ITO)的激光損傷閾值較低，從而使光尋址液晶空間光調制器的整體激光損傷閾值較低，限制了其在高功率激光裝置中的應用。因此，如何提高透明導電膜的損傷閾值進而提高光尋址液晶空間光調制器的激光損傷閾值成為了相關研究人員的重要研究課題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種反射式光尋址空間光調制器，該器件具有較高的激光損傷閾值。拓寬了光尋址液晶空間光調制器在高能量激光裝置中的應用范圍。

為實現上述技術目標，本發明提供的技術方案如下：

一種反射式光尋址液晶空間光調制器，其結構包括1053nm線偏振讀出光入射窗口、二向分色鏡、偏振片、液晶盒、470nmLED準直光源、偏振分光器、由計算機控制的LCoS型電尋址空間光調制器、交流穩壓電源、檢偏器和1053nm線偏振讀出光出射窗口，所述的液晶盒由依次的透明導電膜基底層、第一透明導電層、液晶取向層及液晶層、光導層、反射膜層和第二導電層構成，所述的第一透明導電層和第二導電層之間連接所述的交流穩壓電源，其特點在于：

所述第一透明導電層為n型摻硅氮化鎵薄膜層或p型摻鎂氮化鎵薄膜層，所述的第二導電層為氧化銦錫薄膜層；所述的光導層兼作為第二導電層的基底層。

所述的光導層使用的材料為硅酸鉍(BSO)。

所述的反射膜層呈一定角度傾斜的梯形或平板形，當所述的反射膜層呈平板形時，所述的液晶盒在裝置中沿光路傾斜放置；當所述的反射膜層呈平板形時，所述的液晶盒在裝置中沿光路平行放置。

所述的第二導電層為非透明導電層。

所述的透明導電膜基底層的材料為藍寶石。

所述的第一透明導電層對1053nm偏振光的透過率70％，第一透明導電層對脈寬10ns的1053m脈沖光損傷閾值1J/cm²。

所述的透明導電膜使用n型摻雜氮化鎵，其中n型摻雜氮化鎵使用載流子濃度為1*10¹⁸cm^-3～1*10¹⁹cm^-3的摻硅氮化鎵，厚度為0.3mm～0.5mm。