[發明專利]一種振幅與相位獨立可控型液晶光閥

在審

• 申請號: 202110665402.3
• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113534556A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 宇磊磊;夏高飛;張寧峰;王華
• 申請（專利權）人: 西安中科微星光電科技有限公司
• 主分類號: G02F1/139
• 分類號: G02F1/139;G02F1/13363;G02F1/1335
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 魏毅宏

本發明的振幅與相位獨立可控型液晶光閥，屬于液晶空間光調制技術領域，包括第一液晶盒、第二液晶盒；所述第一液晶盒實現對光場純相位調制，所述第二液晶盒實現對光場純振幅調制。本發明的振幅與相位獨立可控型液晶光閥，能夠實現相位調控，且調制過程中振幅不變；能夠實現振幅調控，且調制過程中相位不變；能夠實現純相位與純振幅同時調控，且互不干擾；滿足了全息顯示、光束整形、裸眼3D成像等方面對相位振幅獨立可控型液晶光閥的迫切需求。

技術領域

本發明屬于液晶空間光調制技術領域，是一種振幅與相位獨立可控型液晶 光閥。

背景技術

液晶光閥作為液晶空間光調制器中的核心器件，具有圖案加載靈活、分辨 率高、調制精度高等優點，作為對光場振幅和相位進行調制的器件已被廣泛應 用于科研、工業、通訊、傳感、顯微成像、教學、科研等領域。現有液晶光閥 根據調制內容分為相位型液晶光閥、振幅型液晶光閥、相位兼振幅型液晶光閥。 按照工作原理分為雙折射型液晶光閥和旋光型液晶光閥。常見雙折射型液晶光 閥液晶工作模式一般為ECB(Electronic ControlledBirefringence)或者VA (Vertical Alignment)。常見旋光型液晶光閥液晶工作模式有TN(Twist Nematic)和STN(Super TN)。相位型液晶光閥一般使用無手性劑的相列型液 晶，各層分子取向一致，前偏光片透光軸方向與液晶光軸方向一致，利用雙折 射原理以實現純相位調控。振幅型液晶光閥按工作原理分為旋光型和雙折射型 液晶光閥，旋光型液晶光閥在調節振幅的過程中相位基本保持不變，而雙折射 型液晶光閥是通過相位的改變實現振幅調節的。相位兼振幅型液晶光閥使用雙 折射原理，相位模式下，前后偏振片與液晶光軸夾角0°，相位隨著液晶偏轉 角度變化而變化，但由于沒有O光分量因此振幅不會發生改變；需要使用振幅 模式的時候，通過軟件將相位調制量調整為π，同時轉動起偏角度和液晶光軸夾角成45°，檢偏角度-45°，此時O光和E光均有份量，液晶分子轉動過程 中既有E光和O光相位差發生變化，從而引起偏振態的改變，通過檢偏器實 現振幅的調節，不能在調節振幅的同時保持相位不變，即，相位和振幅不是獨 立調控的。

綜上，現有液晶光閥僅局限于對相位或者振幅的調控，不能對振幅和相位 同時且獨立調控。因此，急需研究一種振幅相位獨立可控型液晶光閥，能夠在 滿足對光場純相位調制的同時實現純振幅調制。

發明內容

有鑒如此，本發明的目的是提供一種振幅與相位獨立可控型液晶光閥，通 過對光場振幅和相位分開調控，實現純振幅與純相位的獨立調制。

為實現上述目的，本發明提供一種振幅與相位獨立可控型液晶光閥，包括 第一液晶盒、第二液晶盒；

所述第一液晶盒實現對光場純相位調制，所述第二液晶盒實現對光場純振 幅調制；

相位調制模式下，所述第一液晶盒處于工作狀態，所述第二液晶盒處于非 工作狀態；振幅調制模式下，所述第一液晶盒處于非工作狀態，所述第二液晶 盒處于工作狀態；相位與振幅同時調制模式下，所述第一液晶盒、第二液晶盒 相互獨立工作，分別對相位和振幅進行調控，且互不干擾。

進一步地，所述第一液晶盒為透射式液晶盒，沿光路方向依次包括前偏振 片、第一基板、第一液晶層、第一像素基板、后偏光片。

進一步地，所述第一液晶層采用ECB或者VA工作模式，液晶各層分子 取向一致，且取向方向與前后偏光片的透光軸方向一致。

進一步地，所述第二液晶盒為反射式液晶盒，沿光路方向依次包括第二基 板、第二液晶層和第二像素基板。

進一步地，所述第二液晶層90°扭曲的TN模式，液晶分子從上到下扭曲 排列，且扭曲角為90°。

進一步地，所述第二像素基板為反射式TFT基板或者LCOS基板。

本發明采用上述技術方案的優點是：