[發明專利]一種基于有機分子二向色球晶產生渦旋光的方法

在審

• 申請號: 202110576995.6
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN115407528A
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 孫競博;劉元鋒;周濟
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G02F1/00
• 分類號: G02F1/00;G02F1/01
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 吳愛琴

1.一種渦旋光場的產生方法，為：基于自然有機分子球晶結構產生渦旋光場。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述渦旋光場的產生方法，包括如下步驟：

1)選用二向色有機分子純材料或含有二向色有機分子的混合材料或由多種有機分子單體組成的二向色材料為原材料；

2)將上述原材料放置在玻璃片上，升溫處理，待溫度達到一設置值后，有機分子熔融；

3)將另一玻璃片覆蓋至熔融的樣品表面，形成“三明治”結構；

4)將上述“三明治”結構進行降溫處理，有機分子在降溫過程中發生結晶，從而在結晶后的有機分子薄膜中引入球晶結構，得到含有二向色球晶結構的有機薄膜；

5)用一定波長的單色或多色圓偏光照射上述二向色球晶，且保證光斑中心與球晶中心重合，得到的透射光即為含有軌道角動量的渦旋光。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：步驟1)中，所述原材料顯示出強的二向色性，即該原材料結晶后對某一對正交偏振光顯示強各向異性吸收，某一偏振方向為強吸收，而另一偏振方向為相對較弱吸收；

所述原材料為一種二向色分子、多種單體分子混合后得到的具有二向色性的混合物、或將二向色分子作為染料摻雜劑引入到其他有機分子中得到的混合物。

4.根據權利要求2或3所述的方法，其特征在于：步驟2)中，所述設置值顯著大于原材料的熔點，

步驟3)中，“三明治”結構上下玻璃片材有高的透明度。

5.根據權利要求2-4中任一項所述的方法，其特征在于：步驟4)中，降溫制度由所采用的原材料的成分組成、原材料的質量、“三明治”結構上玻璃片所引入的壓力大小、“三明治”結構上玻璃片的大小決定。

6.根據權利要求2-5中任一項所述的方法，其特征在于：步驟4)和5)之間還進一步包括如下操作：使用偏光顯微鏡觀察升降溫處理后的“三明治”結構，確認冷卻后的有機分子薄膜內部出現了球晶結構。

7.根據權利要求2-6中任一項所述的方法，其特征在于：通過溫度制度和/或球晶形核劑調控二向色有機分子球晶結構的大小；

冷卻后形成的有機分子薄膜的厚度與稱取的原材料的質量、“三明治”結構中上玻璃片所引入的壓應力大小、“三明治”結構中上玻璃片的表面積有關；

通過控制原材料的稱取質量和在升降溫過程中對“三明治”結構上下玻璃表面施加壓力的大小，來調節升降溫處理后形成膜的厚度。

8.根據權利要求2-7中任一項所述的方法，其特征在于：步驟5)中，所述單色或多色圓偏光通過如下操作制得：選擇一定波長的單色光或多色光為光源，在光學平臺上搭建光路，使入射光分別通過線偏振片、1/4波片后，轉變為圓偏光；

所選用的單色或多色光對應的波長范圍由二向色球晶微區對偏振光的吸收譜特性決定。

9.根據權利要求2-8中任一項所述的方法，其特征在于：步驟5)中，所述照射的方向為正入射或傾斜入射；

所獲得的渦旋光場具有特定的偏振特性，出射渦旋光場偏振特性由球晶微區對應的最強吸收偏振方向決定。