[發明專利]一種平面光學器件及其制備方法、檢測裝置

在審

• 申請號: 202210568440.1
• 申請日: 2022-05-23
• 公開（公告）號: CN114994964A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 胡偉;徐春庭;胡清
• 申請（專利權）人: 南京大學;南京寧萃光學科技有限公司
• 主分類號: G02F1/13
• 分類號: G02F1/13;G02F1/1333;G02F1/1337;G02F1/1343;G02F1/137;G01M11/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 李禮

1.一種平面光學器件，其特征在于，包括相對設置的第一基板、第二基板以及位于所述第一基板和所述第二基板之間的傾斜螺旋膽甾相液晶層；

所述第一基板的一側設置有第一電極層，所述第一基板靠近所述第二基板的一側設置有第一取向層；

所述第二基板的一側設置有第二電極層，所述第二基板靠近所述第一基板的一側設置有第二取向層；

所述第一取向層和所述第二取向層具有分子指向矢按預設圖形分布的控制圖形，在所述第一取向層和所述第二取向層的共同作用下，誘導所述傾斜螺旋膽甾相液晶層中的螺旋結構的液晶按照預設的取向進行組裝；

所述第一電極層和所述第二電極層之間施加垂直于所述第一基板的交流電場時，所述傾斜螺旋膽甾相液晶層的指向矢隨著電場的增大逐漸向螺旋軸傾斜，并且螺距減小。

2.根據權利要求1所述的平面光學器件，其特征在于，所述第一電極層位于所述第一基板遠離所述第二基板的一側或所述第一基板和所述第一取向層之間；

所述第二電極層位于所述第二基板遠離所述第一基板的一側或所述第二基板和所述第二取向層之間。

3.根據權利要求1所述的平面光學器件，其特征在于，還包括位于所述第一基板和所述第二基板之間的間隔粒子，所述間隔粒子用于支撐所述第一基板和所述第二基板，形成所述傾斜螺旋膽甾相液晶層的填充空間。

4.根據權利要求3所述的平面光學器件，其特征在于，所述間隔粒子包括石英微球和石英柱中的至少一種，沿垂直于所述第一基板和所述第二基板的方向，所述間隔粒子的延伸長度大于或者等于所述傾斜螺旋膽甾相液晶層中液晶分子螺距的10倍。

5.根據權利要求1所述的平面光學器件，其特征在于，所述傾斜螺旋膽甾相液晶層包括彎曲型液晶、向列相液晶和手性摻雜劑。

6.根據權利要求5所述的平面光學器件，其特征在于，所述彎曲型液晶包括CB7CB、CB9CB、CB11CB、CB6OCB和CB6OBO6CB中的至少一種，所述向列相液晶包括E7、5CB、SLC-001和SLC-002中的至少一種。

7.根據權利要求1所述的平面光學器件，其特征在于，所述第一取向層和所述第二取向層包括光交聯材料、光降解材料和光致順反異構材料中的至少一種，所述第一取向層和所述第二取向層的控制圖形可擦寫。

8.一種平面光學器件的制備方法，用于制備權利要求1～7任一所述的平面光學器件，其特征在于，包括：

提供第一基板和第二基板；

在所述第一基板的一側形成第一電極層，在所述第一基板靠近所述第二基板的一側形成第一取向層，在所述第二基板的一側形成第二電極層，在所述第二基板靠近所述第一基板的一側形成第二取向層；

將所述第一基板與所述第二基板封裝；

向所述第一基板和所述第二基板之間灌入傾斜螺旋膽甾相液晶層；

其中，所述第一取向層和所述第二取向層具有分子指向矢按預設圖形分布的控制圖形，在所述第一取向層和所述第二取向層的共同作用下，誘導所述傾斜螺旋膽甾相液晶層中的螺旋結構的液晶按照預設的取向進行組裝，所述第一電極層和所述第二電極層之間施加垂直于所述第一基板的交流電場時，所述傾斜螺旋膽甾相液晶層的指向矢隨著電場的增大逐漸向螺旋軸傾斜，并且螺距減小。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，在所述第一基板和所述第二基板之間灌入傾斜螺旋膽甾相液晶層之前，還包括：

在所述第一基板和所述第二基板之間形成間隔粒子；

其中，沿垂直于所述第一基板和所述第二基板的方向，所述間隔粒子的延伸長度大于或者等于傾斜螺旋膽甾相液晶層中液晶分子螺距的10倍。

10.一種平面光學器件的光學特性的檢測裝置，其特征在于，包括激光產生單元和檢測單元；

所述激光產生單元包括沿第一方向共光軸依次排布的激光器、線偏振片、四分之一波片、分束器以及權利要求1～7任一所述的平面光學器件，所述檢測單元包括位于所述分束器的反射光路上的相機；

所述激光器輸出的光束依次經過所述線偏振片、所述四分之一波片和所述分束器透射后入射至所述平面光學器件，所述平面光學器件反射的光束經過所述分束器反射后被所述相機接收。