【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电器件领域，尤其涉及一种更加紧凑、厚度更薄、光强损失更低的二维液晶光学相控阵器件集成化结构。
技术介绍
1、液晶光学相控阵器件的核心单元是液晶盒，在制作过程中液晶盒中的取向层一般都是均匀取向的，且取向方向与相控阵长条形电极的长度方向相垂直。其效果是使液晶分子指向矢在电场作用下能够保持在入射光的偏振平面内进行转动，因此能够实现对入射光场的纯相位调控。
2、单个液晶光学相控阵器件是一个一维光栅器件，可以实现一维方向的角度偏转与扫描。要实现二维方向的角度偏转与扫描，现有的技术方案是将两个液晶光学相控阵器件正交层叠放置，且两者之间放置一个半波片，其晶轴方向与前后两个正交放置的液晶光学相控阵器件的液晶取向方向的夹角均为45°。
3、半波片的作用是实现两个正交液晶光学相控阵器件的偏振匹配。具体来说就是，工作的时候，为保证第一个液晶光学相控阵器件的偏振方向与第二个液晶光学相控阵器件的偏振方向为正交垂直关系，在两个器件之间放置一个半波片，其晶轴方向与前后两个正交放置的液晶光学相控阵器件的液晶取向方向的夹角均为45°。这样的效果是，第一个液晶光学相控阵器件的偏振方向，在经过半波片后，旋转了90°，然后入射到第二个液晶光学相控阵器件，从而满足第二个液晶光学相控阵器件对入射光的偏振要求。
4、现有的二维液晶光学相控阵器件集成结构不足之处在于三个方而：一是半波片的加入增加了二维器件模组的总厚度；二是半波片作为独立单元器件加入到两个正交一维液晶光学相控阵器件之间时，需要精确标校波片的角度关系，使波片的晶
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种更加紧凑、厚度更薄、光强损失更低的二维液晶光学相控阵器件集成化结构。
2、技术方案：本专利技术包括两个单元器件依次层叠而成，从上向下依次为第一单元液晶光学相控阵器件和第二单元液晶光学相控阵器件，分别为7层三明治结构和9层三明治结构，两单元器件之间通过光学胶水粘结，在第二液晶光学相控阵的内部嵌入一个液晶聚合物薄膜作为半波片，使两个一维液晶光学相控阵在级联过程中所需的偏振方向旋转90°。
3、进一步地，所述第一单元液晶光学相控阵器件，从上向下依次为上玻璃基板层、上公共电极层、上取向层、液晶层、下取向层、下阵列电极层和下玻璃基板层。
4、进一步地，所述上取向层和下取向层取向方向一致，为x轴方向，两者共同作用使夹在其中间的液晶层的分子指向矢方向与上取向层和下取向层的取向方向一致。
5、进一步地，所述上取向层、下取向层和附加取向层均采用摩擦取向剂或光取向剂材料。
6、进一步地，所述第二单元液晶光学相控阵器件从上向下依次为上玻璃基板层、附加取向层、液晶聚合物层、上公共电极层、上取向层液晶层、下取向层、下阵列电极层和下玻璃基板层。
7、进一步地，所述上公共电极层为一层透明导电薄膜，与下阵列电极层成对使用，形成电压差。
8、进一步地，所述上取向层和下取向层取向方向一致，为y轴方向，两者共同作用下，使夹在其中间的液晶层的分子指向矢方向与上取向层和下取向层的取向方向一致。
9、进一步地，所述下阵列电极层由多个周期性条状电极组成，每个条状电极为一个阵列单元，不同条状电极之间有一个微米级的间距，下阵列电极层中，各条状电极的长边方向与x轴平行，短边方向与y轴平行。
10、进一步地，所述附加取向层对与其相邻的液晶聚合物层进行取向，其取向方向与x轴和y轴的夹角均为45°。
11、进一步地，所述液晶聚合物层紧邻附加取向层，且液晶分子取向方向与x轴和y轴的夹角均为45°，假设液晶聚合物的厚度为d，双折射率为δn，入射光波长为λ，则满足如下等式：
12、δn×d＝λ/2
13、其中，液晶聚合物层为一个半波片，将第一单元液晶光学相控阵器件出射的线偏振光的偏振方向旋转90°。
14、有益效果：本专利技术与现有技术相比，具有如下显著优点：通过在第二个液晶光学相控阵的内部嵌入一个液晶聚合物薄膜作为半波片，实现两个一维液晶光学相控阵在级联过程中所需的偏振方向90°旋转功能，使得集成结构更加紧凑，厚度更薄，光强损失更低，且省去了半波片独立单元器件的装配过程，降低了制造成本。
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1.一种二维液晶光学相控阵器件集成化结构，其特征在于：包括两个单元器件依次层叠而成，从上向下依次为第一单元液晶光学相控阵器件和第二单元液晶光学相控阵器件，分别为7层三明治结构和9层三明治结构，两单元器件之间通过光学胶水粘结，在第二液晶光学相控阵的内部嵌入一个液晶聚合物薄膜作为半波片，使两个一维液晶光学相控阵在级联过程中所需的偏振方向旋转90°。
2.根据权利要求1所述的二维液晶光学相控阵器件集成化结构，其特征在于：所述第一单元液晶光学相控阵器件，从上向下依次为上玻璃基板层(101)、上公共电极层(102)、上取向层(103)、液晶层(104)、下取向层(105)、下阵列电极层(106)和下玻璃基板层(107)。
3.根据权利要求2所述的二维液晶光学相控阵器件集成化结构，其特征在于：所述上取向层(103)和下取向层(105)取向方向一致，为X轴方向，两者共同作用使夹在其中间的液晶层(104)的分子指向矢方向与上取向层(103)和下取向层(105)的取向方向一致。
4.根据权利要求2所述的二维液晶光学相控阵器件集成化结构，其特征在于：所述上取向层(
5.根据权利要求1所述的二维液晶光学相控阵器件集成化结构，其特征在于：所述第二单元液晶光学相控阵器件从上向下依次为上玻璃基板层(201)、附加取向层(208)、液晶聚合物层(209)、上公共电极层(202)、上取向层(203)、液晶层(204)、下取向层(205)、下阵列电极层(206)和下玻璃基板层(207)。
6.根据权利要求5所述的二维液晶光学相控阵器件集成化结构，其特征在于：所述上公共电极层(202)为一层透明导电薄膜，与下阵列电极层(206)成对使用，形成电压差。
7.根据权利要求5所述的二维液晶光学相控阵器件集成化结构，其特征在于：所述上取向层(203)和下取向层(205)取向方向一致，为Y轴方向，两者共同作用下，使夹在其中间的液晶层(204)的分子指向矢方向与上取向层(203)和下取向层(205)的取向方向一致。
8.根据权利要求5所述的二维液晶光学相控阵器件集成化结构，其特征在于：所述下阵列电极层(206)由多个周期性条状电极组成，每个条状电极为一个阵列单元，不同条状电极之间有一个微米级的间距，下阵列电极层(206)中，各条状电极的长边方向与X轴平行，短边方向与Y轴平行。
9.根据权利要求5所述的二维液晶光学相控阵器件集成化结构，其特征在于：所述附加取向层(208)对与其相邻的液晶聚合物层(209)进行取向，其取向方向与X轴和Y轴的夹角均为45°。
10.根据权利要求5所述的二维液晶光学相控阵器件集成化结构，其特征在于：所述液晶聚合物层(209)紧邻附加取向层(208)，且液晶分子取向方向与X轴和Y轴的夹角均为45°，假设液晶聚合物(209)的厚度为d，双折射率为Δn，入射光波长为λ，则满足如下等式：
...【技术特征摘要】
1.一种二维液晶光学相控阵器件集成化结构，其特征在于：包括两个单元器件依次层叠而成，从上向下依次为第一单元液晶光学相控阵器件和第二单元液晶光学相控阵器件，分别为7层三明治结构和9层三明治结构，两单元器件之间通过光学胶水粘结，在第二液晶光学相控阵的内部嵌入一个液晶聚合物薄膜作为半波片，使两个一维液晶光学相控阵在级联过程中所需的偏振方向旋转90°。
2.根据权利要求1所述的二维液晶光学相控阵器件集成化结构，其特征在于：所述第一单元液晶光学相控阵器件，从上向下依次为上玻璃基板层(101)、上公共电极层(102)、上取向层(103)、液晶层(104)、下取向层(105)、下阵列电极层(106)和下玻璃基板层(107)。
3.根据权利要求2所述的二维液晶光学相控阵器件集成化结构，其特征在于：所述上取向层(103)和下取向层(105)取向方向一致，为x轴方向，两者共同作用使夹在其中间的液晶层(104)的分子指向矢方向与上取向层(103)和下取向层(105)的取向方向一致。
4.根据权利要求2所述的二维液晶光学相控阵器件集成化结构，其特征在于：所述上取向层(103)、下取向层(105)和附加取向层(208)均采用摩擦取向剂或光取向剂材料。
5.根据权利要求1所述的二维液晶光学相控阵器件集成化结构，其特征在于：所述第二单元液晶光学相控阵器件从上向下依次为上玻璃基板层(201)、附加取向层(208)、液晶聚合物层(209)、上公共电极层(202)...
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