[發明專利]一種液晶紅外偏振光柵及其制備方法

有效

• 申請號: 202010962325.3
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN111999933B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 郭琦;孫凌豪;趙慧潔
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G02F1/1335
• 分類號: G02F1/1335;G02F1/1337;G02F1/137
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于光控取向的液晶紅外偏振光柵，其特征在于，包括：紅外基板、光控取向層、液晶層；

所述紅外基板，具有穩定的化學性質、較高紅外透過率與物理硬度特性；

所述光控取向層，具有在紅外波段無明顯吸收峰且具備較高透過率特性，由光敏偶氮染料SD-1溶于溶劑后經旋涂烘烤制成納米量級膜層；

所述液晶層，具有在紅外波段具有較高透過率特性，液晶分子主軸沿x方向呈正弦變化，液晶層厚度與紅外工作波段相匹配，在較寬光譜范圍內具有高衍射效率；

首先將光敏偶氮染料SD-1溶于溶劑中，然后將溶液旋涂在清潔的紅外基板上，該過程產生厚度約在納米量級的SD-1膜層；

將涂覆有SD-1的基板放入曝光光路進行取向，保持光路穩定及無雜散光影響；

在曝光后的紅外基板上，旋涂液晶材料,該過程產生不同厚度的液晶膜層；

通過實驗探究得到不同旋涂轉速對應的液晶層厚度，通過累加液晶層層數的方式來得到不同厚度的液晶偏振光柵，以匹配不同紅外波段達到最佳的紅外衍射效率。

2.如權利要求1所述的一種液晶紅外偏振光柵，其特征在于：可通過調節不同液晶層厚度來匹配不同紅外波段，實現在紅外波段較寬光譜范圍內極高效率的衍射效果，為達到最佳衍射效率，液晶層不同厚度匹配不同紅外波段中心波長。

3.如權利要求1所述的一種液晶紅外偏振光柵，其特征在于：靠近光控取向液晶基板的液晶分子沿基板平面周期性排布，主軸每轉過180°稱為一個周期結構，液晶的光軸在一個周期內連續變化，液晶層在光控取向層作用下，形成液晶分子主軸沿x方向呈正弦變化結構。

4.根據權利要求1所述的一種液晶紅外偏振光柵，其特征在于，選取物理硬度高、化學性質穩定，紅外波段透過率高的光控取向基板，包括：

性能優良的光控取向基板是制備得到高效率紅外偏振光柵的基礎，應同時滿足較高的物理硬度以保證紅外偏振光柵結構的穩固、穩定的化學性質以保證基板不與光控取向膜層發生反應影響光控取向效果、高紅外波段透過率以保證整體紅外偏振光柵器件在紅外波段擁有較高透過率。

5.根據權利要求1所述的一種液晶紅外偏振光柵，其特征在于，對所述光控取向膜進行基于雙折射棱鏡的光控取向曝光，以形成液晶分子指向矢方向呈周期性分布的結構，包括：

采用基于雙折射棱鏡的光控取向曝光光路，光路由激光器、偏振片、1/4波片、雙折射棱鏡組成，具有結構簡單、曝光時間短、易于搭建調整、光柵周期大小可調節等優點。