消色差相位调制器和光学器件制造技术

一种消色差相位调制器(300)，被布置成调制线偏振光的相位并输出经相位调制的线偏振光，包括：用于建立预先确定的光路的装置；线性输入偏振器(301)；至少两个液晶元件(1,2)，被连续地布置在线性输入偏振器(301)的下游，且与预先确定的光路正交，液晶元件(1,2)分别由相应的液晶材料构成并且相应的液晶材料的折射率‑波长依存特性彼此不同；以及控制单元(15)，被布置成对液晶元件(1,2)单独地施加驱动电信号以便、对从线性输入偏振器(301)离开且沿预先确定的光路正交地通过液晶元件(1,2)的线偏振光实现消色差相位调制，其中在每个液晶元件(1,2)中，其液晶分子的排列方向能够对应于被施加于液晶元件(1,2)的驱动电信号而在包括第一排列方向和第二排列方向的平面内在第一排列方向与第二排列方向之间改变，第一排列方向与光路方向实质平行，第二排列方向与线偏振光的偏振方向实质平行，并且进入与线性输入偏振器(301)面对的液晶元件的线偏振光的偏振方向与从最为远离线性输入偏振器(301)的液晶元件(2)离开的线偏振光的偏振方向一致。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及消色差相位调制器，该消色差相位调制器通过使用液晶元件来调制入射光的相位并输出经相位调制的光。
技术介绍
近年来，与通过液晶元件实现的相位调制有关的技术发展受到广泛关注。其结果是产生了例如以下专利技术，根据该专利技术，对数字全息图记录设备使用透射式空间光调制元件来作为图像信息源(参照专利文献1)。上面引用的公报公开了向列型液晶元件的使用，该向列型液晶元件用于调制相位和强度以使得可能输出光而未旋转偏振面的目的。引用文献专利文献专利文献1：日本专利公报No.2009-14778
技术实现思路
技术问题专利文献1中公开的相位调制器只能与单一特定波长的光一起被应用，这是因为相位调制的幅度(相位调制量)必定会从一个光波长到另一光波长而改变。这意味着，其不能对由从例如白光光源产生的光形成的彩色图像高度精确地执行相位调制。出于这个原因，能够与宽广的波长范围(比如可见光波长范围)内的任意波长处的光对应地实现实质均匀的相位调制量的消色差相位调制器引起极大关注。需要注意的是，虽然在对比文件1中公开的专利技术中另一液晶元件被布置在光入射侧，但是这一液晶元件用于光强度调整的目的而与相位调制无关。本专利技术的目的是提供一种透射式消色差相位调制器，其采用简单结构并且能够与宽广的波长范围内的光结合来执行消色差相位调制。对问题的解决方案根据本专利技术的第一方面，一种消色差相位调制器，其调制线偏振片光的相位并输出经相位调制的线偏振光，消色差相位调制器包括：至少两个液晶元件，该至少两个液晶元件被连续地布置在线偏振光的光路上，且由折射率-波长依存特性彼此不同的液晶材料构成；以及控制单元，该控制单元用于对液晶元件单独地施加驱动电信号以实现针对线偏振光的消色差相位调制，其中，在每个液晶元件中，其中的液晶分子的排列方向能够对应于施加于液晶元件的驱动电信号而在包括第一排列方向和第二排列方向的平面内在第一排列方向与第二排列方向之间改变，第一排列方向与线偏振光行进的方向实质平行，第二排列方向与线偏振光的偏振方向实质平行，并且进入相位调制器的线偏振光的偏振方向与离开相位调制器的线偏振光的偏振方向一致。根据本专利技术的第二方面，在根据第一方面所述的消色差相位调制器中，优选的是，线偏振光具有可见范围内的波长。根据本专利技术的第三方面，在根据第一或第二方面所述的消色差相位调制器中，进一步包括：线偏振器，其中：线偏振器将入射光转换为线偏振光。根据本专利技术的第四方面，在根据第一至第三方面中任一方面所述的消色差相位调制器中，优选的是，驱动电信号各自作为电压被提供；并且液晶元件均为向列型液晶元件。根据本专利技术的第五方面，在根据第四方面所述的消色差相位调制器中，优选的是，通过与电压对应地设置每个液晶元件处的液晶分子的排列方向，能够实现第一调制条件和第二调制条件，在第一调制条件下，调制幅度等于第一调制量，在第二调制条件下，调制幅度等于与第一调制量不同的第二调制量；并且在液晶元件中的一个液晶元件处，在第一调制条件下对具有给定波长的光的折射率大于在第二调制条件下的折射率，而在另一液晶元件处，在第一调制条件下对具有给定波长的光的折射率小于在第二调制条件下的折射率。根据本专利技术的第六方面，在根据第五方面所述的消色差相位调制器中，优选的是，液晶元件是第一液晶元件和第二液晶元件；并且在第一液晶元件处，在第一调制条件下对具有给定波长的光的折射率大于在第二调制条件下的折射率，而在第二液晶元件处，在第一调制条件下对具有给定波长的光的折射率小于在第二调制条件下的折射率。根据本专利技术的第七方面，在根据第六方面所述的消色差相位调制器中，优选的是，第一液晶元件中的液晶分子的排列方向在未被施加电压时假定为第一排列方向，而第二液晶元件中的液晶分子的排列方向在未被施加电压时假定为第二排列方向。根据本专利技术的第八方面，在根据第五方面所述的消色差相位调制器中，优选的是，液晶元件是第一液晶元件、第二液晶元件和第三液晶元件；并且在第一液晶元件和第二液晶元件处，在第一调制条件下对具有给定波长的光的折射率均大于在第二调制条件下的折射率，而在第三液晶元件处，在第一调制条件下对具有给定波长的光的折射率小于在第三液晶元件处在第二调制条件下的折射率，或者在第一液晶元件和第二液晶元件处，在第一调制条件下对具有给定波长的光的折射率均小于在第二调制条件下的折射率，而在第三液晶元件处，在第一调制条件下对具有给定波长的光的折射率大于在第三液晶元件处在第二调制条件下的折射率。根据本专利技术的第九方面，在根据第八方面所述的消色差相位调制器中，优选的是，在第一液晶元件、第二液晶元件和第三液晶元件处的液晶分子的排列方向在未被施加电压时均为第一排列方向。根据本专利技术的第十方面，在根据第一至第九方面中任一方面所述的消色差相位调制器中，优选的是，设置液晶元件处的液晶材料层的厚度，以使得通过控制将被施加于液晶元件中的每个液晶元件的驱动电信号来实现落在零与最大相位调制之间的范围内的任意相位调制幅度。根据本专利技术的第十一方面，在根据第一至第十方面中任一方面所述的消色差相位调制器中，优选的是，其中：通过控制将被施加于液晶元件中的每个液晶元件的驱动电信号，能够得到落在零与最大相位调制之间的范围内的任意相位调制幅度。根据本专利技术的第十二方面，在根据第一至第十一方面中任一方面所述的消色差相位调制器中，优选的是，液晶元件处的液晶材料层的厚度均被设置为小于或等于30μm。根据本专利技术的第十三方面，在根据第一至第十二方面中任一方面所述的消色差相位调制器中，优选的是，液晶元件各自被划分为在二维阵列中布置的多个分开的分区液晶区域；被排列在一个液晶元件处的分区液晶区域对应于另一液晶元件处的分区液晶区域；并且控制装置执行控制以使得对每个分区液晶区域单独地施加驱动电信号。根据本专利技术的第十四方面，一种光学器件，包括第一至第十三方面中任一方面所述的消色差相位调制器。根据本专利技术的第十五方面，在根据第十四方面所述的光学器件中，优选的是，雾度小于等于2％。本专利技术还涉及包括这样的消色差相位调制器的光学器件。该光学器件可以是镜片、眼板和视力光学系统中的一个，镜片是被设计成配合镜架以保护眼睛和/或校正视力的透镜，并且能够是非视力校正镜片(也被称为平光镜或无焦镜片)或视力校正镜片。视力校正镜片可以是单焦镜片、双焦镜片、三焦镜片或渐变镜片。眼板可以被理解为如面罩、眼罩、头盔或其他头戴装置中发现的罩板，并且被设计为位于眼睛的前方，在此，眼罩和面罩指的是例如滑雪镜、水下呼吸器、潜水面镜、防护眼罩及其他类似设备。根据本专利技术的光学器件可以是具有弯曲的镜片。根据本专利技术的光学器件具有等于2％或更小的雾度并且优选为小于等于0.4％。雾度值通过利用毕克-加特纳(BYK-Gardner)制造的Haze-Guard雾度计(或者色差计)并根据通过引用完全引入本说明书中的ASTMD1003-00的方法进行的光透射测量被测量得到。本申请中提到的所有“雾度”值均使用该标准。仪器首先根据制造商的指示而被校准。然后，将样品放置在预校准仪的透射光束上并且从三个不同的取样部位记录雾度值并进行平均。本专利技术的有益效果本专利技术提供采用简单结构的透射式消色差相位调制器，其能够对宽广的波长范围中的光执行可调消色差相位调制。附图说明图1是示出根据本专利技术的消色差相位调制器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消色差相位调制器，其调制线偏振光的相位并输出经相位调制的所述线偏振光，所述消色差相位调制器包括：至少两个液晶元件，所述至少两个液晶元件被连续地布置在所述线偏振光的光路上，且由折射率‑波长依存特性彼此不同的液晶材料构成；以及控制单元，所述控制单元用于对所述液晶元件单独地施加驱动电信号以实现针对所述线偏振光的消色差相位调制，其中在每个液晶元件中，其中的液晶分子的排列方向能够对应于被施加于所述液晶元件的所述驱动电信号而在包括第一排列方向和第二排列方向的平面内在所述第一排列方向与所述第二排列方向之间改变，所述第一排列方向与所述线偏振光行进的方向实质平行，所述第二排列方向与所述线偏振光的偏振方向实质平行，并且进入所述相位调制器的所述线偏振光的所述偏振方向与离开所述相位调制器的所述线偏振光的所述偏振方向一致。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种消色差相位调制器，其调制线偏振光的相位并输出经相位调制的所述线偏振光，所述消色差相位调制器包括：至少两个液晶元件，所述至少两个液晶元件被连续地布置在所述线偏振光的光路上，且由折射率-波长依存特性彼此不同的液晶材料构成；以及控制单元，所述控制单元用于对所述液晶元件单独地施加驱动电信号以实现针对所述线偏振光的消色差相位调制，其中在每个液晶元件中，其中的液晶分子的排列方向能够对应于被施加于所述液晶元件的所述驱动电信号而在包括第一排列方向和第二排列方向的平面内在所述第一排列方向与所述第二排列方向之间改变，所述第一排列方向与所述线偏振光行进的方向实质平行，所述第二排列方向与所述线偏振光的偏振方向实质平行，并且进入所述相位调制器的所述线偏振光的所述偏振方向与离开所述相位调制器的所述线偏振光的所述偏振方向一致。2.根据权利要求1所述的消色差相位调制器，其中：所述线偏振光具有可见范围内的波长。3.根据权利要求1或2所述的消色差相位调制器，进一步包括：线偏振器，其中：所述线偏振器将入射光转换为所述线偏振光。4.根据权利要求1至3中任一项所述的消色差相位调制器，其中：所述驱动电信号各自作为电压被提供；并且所述液晶元件均为向列型液晶元件。5.根据权利要求4所述的消色差相位调制器，其中：通过与所述电压对应地设置每个液晶元件处的所述液晶分子的所述排列方向，能够实现第一调制条件和第二调制条件，在所述第一调制条件下，调制幅度等于第一调制量，在所述第二调制条件下，所述调制幅度等于与所述第一调制量不同的第二调制量；并且在所述液晶元件中的一个液晶元件处，在所述第一调制条件下对具有给定波长的光的折射率大于在所述第二调制条件下的所述折射率，而在另一液晶元件处，在所述第一调制条件下对具有所述给定波长的光的所述折射率小于在所述第二调制条件下的所述折射率。6.根据权利要求5所述的消色差相位调制器，其中：所述液晶元件是第一液晶元件和第二液晶元件；并且在所述第一液晶元件处，在所述第一调制条件下对具有所述给定波长的光的所述折射率大于在所述第二调制条件下的所述折射率，而在所述第二液晶元件处，在所述第一调制条件下对具有所述给定波长的光的所述折射率小于在所述第二调制条件下的所述折射率。7.根据权利要求6所述的消色差相位调制器，其中：所述第一液晶元件中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：林怡欣，陈宏山，陈明璿，
申请(专利权)人：埃西勒国际通用光学公司，株式会社尼康，
类型：发明
国别省市：法国;FR