The embodiment of the invention discloses a liquid crystal Dammann cubic phase plate, a preparation method and a generation system. Among them, the LCD Dammann cubic phase plate includes the first substrate and the second substrate, as well as the liquid crystal layer between the first substrate and the second substrate, in which spacer particles are arranged between the first substrate and the second substrate to support the liquid crystal layer, and a light-controlled orientation film is arranged on one side of the liquid crystal layer adjacent to the first substrate and the second substrate. The directional vectors of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are arranged in accordance with the Dammann cubic phase control pattern, so that the incident light irradiated on the liquid crystal Dammann cubic phase plate can be transformed into a polarization-controlled Arie beam array. The Dammann cubic phase control pattern is superimposed by the cubic phase pattern and the Dammann grating pattern. The technical scheme of the embodiment of the present invention can generate an Arie beam array with equal energy distribution and controllable polarization.
【技术实现步骤摘要】
一种液晶达曼立方相位板、制备方法及产生系统
本专利技术实施例涉及液晶相位板的设计及取向控制技术，尤其涉及一种液晶达曼立方相位板、制备方法及产生系统。
技术介绍
衍射是光束的基本特性，由于衍射，光束在传输过程中，光斑逐渐增大，能量逐渐分散。随着激光在通信、军事等长距离传输领域应用的不断拓展和深化，人们越来越希望消除衍射，降低激光束的传输耗散。艾里光束的无衍射、自加速和自愈的特性，使其在空间结构光场领域里受到了广泛的关注，这些奇异的特性可使艾里光束应用于微粒操控、弯曲等离子体通道的产生、大气湍流中的传输、生物显微成像等方面。若可产生艾里光束阵列，则可大幅拓展艾里光束在光镊、大气科学、生物医学等领域的应用。
技术实现思路
本专利技术提供一种液晶达曼立方相位板、制备方法及产生系统，以产生等能量分布、偏振可控的艾里光束阵列。第一方面，本专利技术实施例提供一种液晶达曼立方相位板，包括相对设置的第一基板和第二基板，以及位于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层；其中，所述第一基板与所述第二基板之间设置有间隔粒子，以支撑所述液晶层；所述第一基板和所述第二基板近邻所述液晶层的一侧设置有...
【技术保护点】
1.一种液晶达曼立方相位板，包括相对设置的第一基板和第二基板，以及位于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层；其中，所述第一基板与所述第二基板之间设置有间隔粒子，以支撑所述液晶层；其特征在于：所述第一基板和所述第二基板近邻所述液晶层的一侧设置有光控取向膜，所述光控取向膜的分子指向矢按照达曼立方相位控制图形排列，所述光控取向膜控制所述液晶层中的液晶分子指向矢按照所述达曼立方相位控制图形排列，以使照射在所述液晶达曼立方相位板的入射光转化为偏振可控的艾里光束阵列；所述达曼立方相位控制图形由立方相位图形和达曼光栅图形叠加而成。
【技术特征摘要】
1.一种液晶达曼立方相位板，包括相对设置的第一基板和第二基板，以及位于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层；其中，所述第一基板与所述第二基板之间设置有间隔粒子，以支撑所述液晶层；其特征在于：所述第一基板和所述第二基板近邻所述液晶层的一侧设置有光控取向膜，所述光控取向膜的分子指向矢按照达曼立方相位控制图形排列，所述光控取向膜控制所述液晶层中的液晶分子指向矢按照所述达曼立方相位控制图形排列，以使照射在所述液晶达曼立方相位板的入射光转化为偏振可控的艾里光束阵列；所述达曼立方相位控制图形由立方相位图形和达曼光栅图形叠加而成。2.根据权利要求1所述的液晶达曼立方相位板，其特征在于，所述光控取向膜的分子指向矢满足：其中，表示所述立方相位图形的立方相位，其表达式满足：表示所述达曼光栅图形的相位，其表达式满足：其中x、y表示以所述液晶达曼立方相位板中心为原点的直角坐标系的坐标，u()函数为阶跃函数，u(t≥0)＝1，u(t＜0)＝0，xn、xn+1为相位跃变点。3.根据权利要求1所述的液晶达曼立方相位板，其特征在于，所述立方相位图形包括多个弧线形成的立方相位周期图形，所述立方相位周期图形的立方相位范围为-15π～15π；每个所述立方相位周期图形的宽度从所述立方相位周期图形的中心区域向两边逐渐递减。4.根据权利要求1所述的液晶达曼立方相位板，其特征在于，所述液晶层的材料为向列相液晶、双频液晶或铁电液晶中的任意一种；所述光控取向膜的达曼立方相位控制图形可擦写，所述光控取向膜的材料为偶氮染料。5.根据权利要求1所述的液晶达曼立方相位板，其特征在于，所述液晶达曼立方相位板中的寻常光和非寻常光的相位差满足：其中，Δn为液晶分子的双折射率差，d为液晶层厚度，λ为入射光波长，k为自然数。6.一种偏振可控的艾里光束阵列产生系统，其特征在于，包括：权利要求1-5任一所述的液晶达曼立方相位板；位于所述液晶达曼立方相位板入光侧的光源，以产生入射光；位于所述液晶达曼立方相位板出光侧的透镜和成像装置；其中所述光源、所述液晶达曼立方相位板、所述透镜以及所述成像装置的光轴位于同一直...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏冰妍，陈鹏，刘圣，葛士军，赵建林，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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