專利名稱：：一種電控液晶光斬波器陣列及制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種光電子器件領(lǐng)域，具體涉及一種基于納米聚合物分散液晶(H-PDLC)材料的多通道全息光柵陣列的光斬波器及其制作方法。
背景技術(shù)：
：在光學(xué)實(shí)驗(yàn)或者研究中，通常采用機(jī)械式的斬波器對光束進(jìn)行斬波調(diào)頻。例如對連續(xù)激光光束通過斬波產(chǎn)生一定頻率的激光信號，將兩束不同頻率的激光光束疊加，并進(jìn)行信號分析，如分析光子晶體材料的多普勒效應(yīng)等。通常，實(shí)現(xiàn)斬波功能的傳統(tǒng)的斬光器是電子控制的風(fēng)扇式輪葉結(jié)構(gòu)，在一定轉(zhuǎn)速下將連續(xù)光調(diào)制成一定頻率的周期性連續(xù)光。傳統(tǒng)的光斬波器時(shí)間響應(yīng)速度慢，而且單路光束需要一臺斬波器，對于多路光束的同時(shí)調(diào)頻無法實(shí)現(xiàn)快速、實(shí)時(shí)、小型化和集成化設(shè)計(jì)。納米聚合物分散、液晶材料(holographicpolymerdispersedliquidcrystal,HPDLC)是一種不同于傳統(tǒng)聚合物分散液晶材料的新型光電子信息功能材料。納米聚合物分散液晶采用全息方法將聚合物，液晶微滴從混合均勻狀態(tài)擴(kuò)散聚合物形成富含聚合物區(qū)和富含液晶區(qū)域的交替周期性結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生折射率調(diào)制，該折射率調(diào)制能夠在電場調(diào)控下發(fā)生變化，因此能夠?qū)崿F(xiàn)開關(guān)交換等功能。納米HPDLC材料的液晶微滴在幾個(gè)納米到幾十納米之間，對可見光波段的入射光幾乎不產(chǎn)生散射和吸收，同時(shí)衍射效率高，在表面活性劑的作用下，能有效降低驅(qū)動電壓，提高驅(qū)動反應(yīng)速度，而且能夠通過對衍射光的開關(guān)調(diào)控實(shí)現(xiàn)對入射光束的頻率調(diào)制。因此，納米HPDLC材料及器件在衍射光學(xué)元件，光通信器件，顯示器件以及存儲方面有一定的應(yīng)用前景。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是針對現(xiàn)有傳統(tǒng)的光斬波器體積大，反應(yīng)速度慢的問題，提出了一種電控液晶光斬波器陣列及制作方法，此光斬波器無機(jī)械運(yùn)動部件、反應(yīng)速度快、易于集成和小型化。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種電控液晶光斬波器陣列，由陣列式高衍射納米聚合物分散液晶光柵器件和驅(qū)動電源構(gòu)成，陣列式高衍射納米聚合物分散液晶光柵器件由玻璃基板、IT0導(dǎo)電膜、聚合物分散液晶光柵組成，ITO導(dǎo)電膜涂在玻璃基板的內(nèi)表面，聚合物分散液晶光柵在導(dǎo)電膜之間，驅(qū)動電源產(chǎn)生的驅(qū)動電場加在導(dǎo)電膜上。一種電控液晶光斬波器陣列制作方法，包括以下具體步驟A、將相同的兩片ITO導(dǎo)電玻璃用刻蝕工藝刻蝕成陣列式結(jié)構(gòu)，陣列單元間相互嚴(yán)格絕緣，刻蝕不僅將ITO導(dǎo)電膜部分刻蝕清除，而且深入玻璃基板0.5mm,以方便將電源接線整齊安裝在刻槽內(nèi)，然后將兩片刻蝕并安裝好控制導(dǎo)線的no玻璃基板完全對準(zhǔn)，用間隔器控制好液晶盒厚度，再制作一個(gè)厚度為5um20um的均勻液晶預(yù)聚混合物陣列的液晶盒；B、將液晶材料、聚合物單體、適量的交聯(lián)劑、活化劑和引發(fā)劑，在遮光條件下混合加熱到6070'C，使其處于各向同性的狀態(tài)，在充分?jǐn)嚢璨⒂贸暡ㄈ榛蛊渚鶆蚧旌蠌亩苽涑鼍酆衔锓稚⒁壕ьA(yù)聚物混合材料，混合溶液中以質(zhì)量比計(jì)算，液晶材料占30%40%，聚合物單體占40%60%，交聯(lián)劑占5%16%,活化劑占6%12%，引發(fā)劑占0.3%2%;將混合溶液在6070。C條件下注入到四周封閉的聚合物分散液晶盒中，當(dāng)其降溫至4050。C時(shí)，在全息光路中進(jìn)行曝光，發(fā)生聚合反應(yīng)誘導(dǎo)其相分離，從而形成全息聚合物分散液晶光柵，曝光時(shí)間為lmin2min;C、再將光柵寫入后的斬波器陣列在紫外光下固化10分鐘，使其完全相分離；D、將斬波器陣列和相應(yīng)的電源控制系統(tǒng)配合，連接，實(shí)現(xiàn)不同頻率電控?cái)夭嚵泄δ?。所述全息光路為氬離子激光器產(chǎn)生的514nm的Ar離子激光束首先經(jīng)過濾光片調(diào)整光強(qiáng)能量后，再經(jīng)過小孔濾波和準(zhǔn)直系統(tǒng)擴(kuò)束透鏡進(jìn)入非偏振分光棱鏡，經(jīng)過分光并反射鏡反射后產(chǎn)生兩束光強(qiáng)相等、光程差為零的514nm相干激光的平面波，在干涉曝光面曝光形成HPDLC電控光柵元件，曝光時(shí)液晶盒表面垂直于兩相干激光的角平分線方向。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明電控液晶光斬波器陣列及制作方法，具有電場調(diào)控，響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，尤其在相關(guān)光學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，如多光路和頻疊加信號的多普勒分析實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，多路載頻熒光顯微成像信號的載頻調(diào)制中能夠替代機(jī)械轉(zhuǎn)盤式的光斬波器，因此具有靈活，便捷，快速和實(shí)用的應(yīng)用特點(diǎn)。圖1為本發(fā)明刻蝕法制備H-PDLC光斬波器陣列刻蝕好的1X2的陣列結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明刻蝕法制備H-PDLC光斬波器陣列制作好的液晶陣列的截面示意圖3為本發(fā)明2X2斬波器陣列的工作示意圖；圖4為本發(fā)明聚合物分散液晶盒結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明制作全息光柵的光路示意圖6為本發(fā)明聚合物分散液晶全息光柵光調(diào)制機(jī)理未加電場時(shí)，出射光呈衍射狀態(tài)示意圖7為本發(fā)明聚合物分散液晶全息光柵光調(diào)制機(jī)理施加電場時(shí)，出射光呈透射狀態(tài)示意圖8為本發(fā)明H-PDLC光柵器件的電控衍射效率變化曲線圖；圖9為本發(fā)明電控實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象圖；圖10為本發(fā)明驅(qū)動電源電路圖。具體實(shí)施例方式電控液晶光斬波器陣列由聚合物分散液晶(H-PDLC)全息光柵陣列、驅(qū)動電源系統(tǒng)組成。(1)H-PDLC光柵陣列是單個(gè)H-PDLC光柵單元根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要排列并固定成器件。其特點(diǎn)就是單個(gè)H-PDLC納米光柵具有高衍射效率(接近于100%),可實(shí)現(xiàn)"0"，"1"開關(guān)，反應(yīng)速度快(在毫秒或者亞毫秒量級)。納米聚合物分散液晶全息光柵的材料配方需要經(jīng)過優(yōu)化和實(shí)驗(yàn)，通常由占總重量30%50%的液晶材料、40%60%的聚合物單體、5%16%的交聯(lián)劑、6%12%的活化劑、0.3%2%的引發(fā)劑經(jīng)充分?jǐn)嚢韬笾谱鞒筛飨蛲灶A(yù)聚物，制作成均勻的液晶盒，然后在全息光路中經(jīng)過lmin2min曝光固化形成。作為本專利申請的實(shí)施范例，在我們實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)化配方中，采用的是39.9%TEB300向列液晶材料(清華亞王液晶公司提供)、39.9%的EB8301(美國UCB公司產(chǎn)品)做為預(yù)聚物材料、8%的N-vinylpyrrolidone(簡稱NVP)(美國Aldrich公司產(chǎn)品)、12%的S-271活化劑(美國Chemistry公司)和0.2%的引發(fā)劑rosebengal(簡稱RB)和N-phenylglycine(簡稱NPG)(美國Aldrich公司產(chǎn)品)經(jīng)充分混合均勻后得到預(yù)聚物，然后在514nm的激光全息光路中曝光。(2)驅(qū)動電源系統(tǒng)則既要考慮到液晶器件對調(diào)控電源的要求，又要根據(jù)斬波器斬波頻率的功能，進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。要根據(jù)需要做成輸出多路不同頻率、電壓可調(diào)的交流電源。例如，在本發(fā)明專利的優(yōu)化和實(shí)驗(yàn)中，HPDLC材料的電源驅(qū)動可以是lKHz或者更高頻率的正弦波，而斬波器的斬波頻率是lOOHz，驅(qū)動電壓在100V—300V。將電源系統(tǒng)首先通過信號發(fā)生器產(chǎn)生lKHz或更高頻率正弦波，再通過電路變成100Hz脈沖群，再將信號通過放大器得到高電壓輸出。將電壓施加在液晶盒上，實(shí)現(xiàn)對HPDLC光柵的電場開關(guān)調(diào)控。如圖10所示是30KHz，300Hz脈沖群的電路設(shè)計(jì)，該電路圖主要是由整波穩(wěn)壓電路、NE555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩電路和推挽電路組成。該電路的主要功能是實(shí)現(xiàn)30KHz的交流輸出，并具有300Hz的脈沖頻率。其中300Hz的脈沖頻率是光斬波器頻率，而30KHz是用來提供H-PDLC液晶光柵的開關(guān)電壓要求，輸出電壓為IOOV。(3)電控液晶光斬波器陣列制作的方案是在液晶盒準(zhǔn)備過程中，首先將相同的兩片ITO導(dǎo)電玻璃用刻蝕工藝刻蝕成陣列式結(jié)構(gòu)，如附圖1、2所示為一個(gè)1X2陣列結(jié)構(gòu)，l為絕緣間隔，2為導(dǎo)電膜，3為聚合物分散液晶膜，4為控制電源，陣列單元間相互嚴(yán)格絕緣。刻蝕不僅將ITO導(dǎo)電膜部分刻蝕清除，而且深入玻璃基板0.5ram，以方便將電源接線整齊安裝在刻槽內(nèi)。然后將兩片刻蝕并安裝好控制導(dǎo)線的ITO玻璃基板完全對準(zhǔn)，用間隔器控制好液晶盒厚度，再采用納米HPDLC電控?cái)夭ㄆ鲉卧谱鞣椒ǚ庋b5pm20um的均勻液晶預(yù)聚混合物陣列，然后通過單次全息曝光得到HPDLC光斬波器陣列。(4)對于所設(shè)計(jì)的H-PDLC陣列中的每個(gè)單元設(shè)計(jì)不同的驅(qū)動電源系統(tǒng)，例如2X2陣列中每個(gè)單元根據(jù)需要設(shè)置不同的工作頻率，電源設(shè)計(jì)可以根據(jù)需要，能夠電壓和脈沖頻率可調(diào)。如附圖3所示，是2X2斬波器陣列的工作示意圖，5為制作好的2X2的全息聚合物分散液晶光柵陣列，它在控制電源6的電場作用下，可以實(shí)現(xiàn)對4路入射光束分別進(jìn)行50Hz、100Hz、150Hz和350Hz四種不同斬波頻率的調(diào)制?；诩{米聚合物分散液晶(H-PDLC)材料的多通道全息光柵陣列的光斬波器的制作步驟如下A:制備納米聚合物分散液晶預(yù)聚物材料在暗室中將預(yù)聚物單體，液晶，光引導(dǎo)劑，協(xié)同引發(fā)劑，交聯(lián)劑，以及表面激活劑等化學(xué)物質(zhì)，按照優(yōu)化后的質(zhì)量比配方混合。具體的材料選用，配方和工藝需要一定的優(yōu)化過程，在實(shí)施舉例部分中有具體說明。其中，光引導(dǎo)劑能夠吸收特定波長激光的能量，產(chǎn)生大量的自由激活粒子，這些自由激活粒子與協(xié)同引發(fā)劑共同作用，促進(jìn)聚合物發(fā)生聚合反應(yīng)，并誘發(fā)液晶微滴的相分離過程。交聯(lián)劑，也是光學(xué)性能改善劑，能夠改善HPDLC光柵微觀結(jié)構(gòu)形貌，改善光柵的光學(xué)性能，提高衍射效率，降低散射程度。然后用帶有加溫功能的超聲波乳化儀在略超過液晶清亮點(diǎn)溫度下(通常是62'C—65。C之間，根據(jù)所選擇的液晶種類和清亮點(diǎn)不同而不同)攪拌均勻并超聲乳化至少超過兩個(gè)小時(shí)，再注入已經(jīng)控制好厚度為5um至20pm的IT0導(dǎo)電膜液晶盒，液晶盒結(jié)構(gòu)如附圖4所示，待曝光制作電控液晶斬波器單元。B:全息光柵制作將制作完成的聚合物分散液晶盒置于體全息干涉光路曝光。體全息光路如附圖5所示，氬離子激光器10產(chǎn)生的514nm的Ar離子激光束首先經(jīng)過濾光片ll調(diào)整光強(qiáng)能量后，再經(jīng)過小孔12濾波和準(zhǔn)直系統(tǒng)13擴(kuò)束透鏡進(jìn)入非偏振分光棱鏡14，經(jīng)過分光并反射鏡15反射后產(chǎn)生兩束光強(qiáng)相等、光程差為零的514nm相干激光的平面波，在干涉曝光面曝光形成HPDLC電控光柵元件。曝光時(shí)液晶盒表面垂直于兩相干激光的角平分線方向。激光光源采用功率為100mW的514nm的氬離子激光器；實(shí)驗(yàn)中，每束激光的強(qiáng)度約為10mW/cm2，曝光時(shí)間隨聚合物分散液晶配方比例的不同而不同，通常在60s到120s之間。C:驅(qū)動電源的制作HPDLC電控液晶光柵做為光斬波器工作時(shí)，需要針對液晶材料的特點(diǎn)和斬波器的頻率特性設(shè)計(jì)合理的驅(qū)動電路。HPDLC材料的電源驅(qū)動可以是lKHz或者更高頻率的正弦波，假設(shè)所需要斬波器的斬波頻率是100Hz,驅(qū)動電壓在100V—300V。則可以將電源系統(tǒng)首先通過信號發(fā)生器產(chǎn)生lKHz或更高頻率正弦波，再通過電路變成100Hz脈沖群，再將信號通過放大器得到高電壓輸出。將電壓施加在液晶盒上，實(shí)現(xiàn)對HPDLC光柵的電場開關(guān)調(diào)控。另外可以考慮將市電通過電容、橋式電路與穩(wěn)壓管進(jìn)行整流濾波降壓，再用這樣的電壓去控制兩個(gè)555定時(shí)器輸出所需頻率，進(jìn)而用三極管進(jìn)行頻率的整合，最后用MOS管與變壓器組成推挽變壓的功能，在變壓器的中間抽頭部分輸入所需要的電壓值，電壓的變化是通過用單片機(jī)，雙向可控硅和光電耦合器進(jìn)行電壓的調(diào)整達(dá)到所需要求。如附圖10所示是輸出30KHz,300Hz脈沖群的電路設(shè)計(jì)圖。輸出電壓可以隨輸入電壓的變化而變化達(dá)到設(shè)計(jì)要求。D.'電控液晶陣列斬波器的制作制作電控液晶光斬波器陣列的方法是在液晶盒準(zhǔn)備過程中，首先將相同的兩片IT0導(dǎo)電玻璃用刻蝕工藝刻蝕成陣列式結(jié)構(gòu)，如附圖3所示，陣列單元間相互嚴(yán)格絕緣?？涛g不僅將IT0導(dǎo)電膜部分刻蝕清除，而且深入玻璃基板0.5mm,以方便將電源接線整齊安裝在刻槽內(nèi)。然后將兩片刻蝕并安裝好控制導(dǎo)線的ITO玻璃基板完全對準(zhǔn)，用間隔器控制好液晶盒厚度，再采用步驟A中的單元制作方法封裝5-20微米的均勻液晶預(yù)聚混合物陣列，再通過一次全息曝光得到HPDLC光斬波器陣列。E:電控液晶陣列斬波器的實(shí)現(xiàn)將斬波器陣列和相應(yīng)的電源控制系統(tǒng)配合、連接，實(shí)現(xiàn)不同頻率電控?cái)夭嚵泄δ?。附圖3所示是2X2液晶電控?cái)夭ㄆ鞯墓ぷ魇疽鈭D。用該器件實(shí)現(xiàn)50HZ，IOOHZ，150HZ和350HZ的四種不同斬波頻率的快速同時(shí)斬波。如圖4所示聚合物分散液晶盒是由玻璃基板7，涂在玻璃基板上的ITO導(dǎo)電膜8以及中間的聚合物分散液晶膜9組成。聚合物分散液晶膜的厚度需要由間隔器控制在5um20tim之間，同時(shí)在制作的過程中要在兩端各露出一個(gè)電極，以便給液晶盒施加電場。如圖6、7所示，17為聚合物分散液晶材料中預(yù)聚物和單體分子，18為存在其中的液晶微滴，19為入射光，20為出射光。如圖6所示在沒有驅(qū)動電場的情況下，聚合物和液晶形成了明暗相間的光柵結(jié)構(gòu)，因此在有入射光通過時(shí)會發(fā)生衍射現(xiàn)象；如圖7所示在加上驅(qū)動電場以后，液晶的折射率與聚合物的折射率相匹配，這樣就不會發(fā)生衍射現(xiàn)象，入射光可以全部透射。制作光斬波器陣列過程A:首先制備兩片涂有IT0導(dǎo)電膜的玻璃基片，在玻璃基片間涂上一層5um20um的聚合物分散液晶材料作為記錄層，具體結(jié)構(gòu)如圖4所示。其中，聚合物分散液晶材料是由占總重量39.9%液晶材料、39.9%的聚合物單體、8%的交聯(lián)劑、12%的活化劑和0.2%的引發(fā)劑(包括共引發(fā)劑和光敏引發(fā)劑，兩者質(zhì)量比為5:2)經(jīng)充分?jǐn)嚢韬笮纬傻?。液晶是由北京清華亞王公司提供的TEB300液晶(ne=1.679,An=0.168)，聚合物單體為EB8031(由美國UCB公司提供)，交聯(lián)單體為N-vinylpyrrolidone(NVP)由Sigma-Aldrich公司提供，其作用是減小全息聚合物分散液晶光柵中液晶微滴的大小，提高液晶光柵的性能；表面活化劑選用ChemService公司提供的S-271，其作用是降低液晶光柵的驅(qū)動電壓；共引發(fā)劑為N-phenylglycine(NPG)，光敏引發(fā)劑為rosebengal(RB)，這兩種引發(fā)劑都是由Sigma-Aldrich公司提供，促進(jìn)聚合物分散液晶材料發(fā)生聚合，并決定了聚合速度。這些材料的質(zhì)量比決定了液晶光柵的衍射效率和驅(qū)動閾值電壓的大小；另外，聚合物分散液晶膜的厚度也對衍射效率和閾值電壓的大小有影響，從而影響了光斬波器的性能。閾值電壓的大小可表示為其中，d是聚合物分散液晶膜的厚度，r為預(yù)聚物種液晶微滴的半徑，K為液晶的彈性系數(shù)，f。是真空介電常數(shù)，A^是液晶的介電各向異性，/=*是液晶微滴寬高比(a，b分別為橢圓形微滴的長軸和短軸的長度)。B:按照圖5所示搭建激光全息光路，光源是氬離子激光器發(fā)出的波長為514mn的綠光，兩束相干光之間的夾角為e,改變9的值，所得光柵的空間頻率也會隨之發(fā)生改變。在該光路中，制備所得光柵的空間頻率可表示為實(shí)驗(yàn)中，把激光的強(qiáng)度調(diào)整為12mW/cm2左右，曝光時(shí)間隨聚合物分散液晶配方比例的不同而不同，通常在30s到5min之間；曝光光強(qiáng)的大小和曝光時(shí)間的長短會影響光柵的衍射效率。經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)，這里使用的材料曝光時(shí)間為90s時(shí)所得的光柵的衍射效率最好。這樣單個(gè)的全息聚合物分散液晶光柵就制作好了，其結(jié)構(gòu)如圖6所示。如表1所示，在液晶含量為39.9%，聚合物單體含量為39.9%,交聯(lián)劑含量為8%，活化劑含量為12%，引發(fā)劑含量為0.2%,固化溫度為35"C到50'C時(shí)制備的聚合物分散液晶全息光柵，該全息光柵的閾值電壓大約為IOV，衍射效率最高能達(dá)到60%左右。在該種條件下制備出來的材料可以達(dá)到較好的電光特性，能為PDLC器件提供良好的材料支持，基本能夠滿足光斬波器對光束進(jìn)行調(diào)制的要求。在尚未完全優(yōu)化情況下，較典型的電控衍射效率的變化情況表1和附圖8所示。附圖9是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象圖，它顯示了液晶光柵的單元實(shí)物圖。表lH-PDLC光柵器件的電控情況表<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>C:驅(qū)動電源的電路圖如圖IO所示。該電源輸出電壓為100V，調(diào)制頻率為300Hz的交流電。按照圖10所示電路圖印制PCB板，然后再選擇圖中要求的的電子元器件進(jìn)行元件焊接，焊接完成后測試無誤即可。D:制作光斬波器陣列，方案如下首先將相同的兩片IT0導(dǎo)電玻璃用刻蝕工藝刻蝕成陣列式結(jié)構(gòu)，陣列單元間相互嚴(yán)格絕緣?？涛g不僅將IT0導(dǎo)電膜部分刻蝕清除，而且深入玻璃基板0.5mm，以方便將電源接線整齊安裝在刻槽內(nèi)。然后將兩片刻蝕并安裝好控制導(dǎo)線的ITO玻璃基板完全對準(zhǔn)，用間隔器控制好液晶盒厚度，再采用步驟B中的單元制作方法封裝5-20微米的均勻液晶預(yù)聚混合物陣列，再通過一次全息曝光得到HPDLC光斬波器陣列。如附圖2所示是一個(gè)使用刻蝕法制備H-PDLC光斬波器陣列。該方案可以通過一次曝光得到所需的光斬波器陣列，特別是在陣列數(shù)越多的情況下，這種優(yōu)勢更明顯，例如對于4X4陣列，一般需要16個(gè)普通的單通道機(jī)械斬波器，而該方案只需一次曝光，這樣提高了制作效率，降低了成本，更易于集成。權(quán)利要求1、一種電控液晶光斬波器陣列，由陣列式高衍射納米聚合物分散液晶光柵器件和驅(qū)動電源構(gòu)成，陣列式高衍射納米聚合物分散液晶光柵器件由玻璃基板、ITO導(dǎo)電膜、聚合物分散液晶光柵組成，其特征在于，ITO導(dǎo)電膜涂在玻璃基板的內(nèi)表面，聚合物分散液晶光柵在導(dǎo)電膜之間，驅(qū)動電源產(chǎn)生的驅(qū)動電場加在導(dǎo)電膜上。2、一種電控液晶光斬波器陣列制作方法，包括以下具體步驟A、將相同的兩片ITO導(dǎo)電玻璃用刻蝕工藝刻蝕成陣列式結(jié)構(gòu)，陣列單元間相互嚴(yán)格絕緣，刻蝕不僅將ITO導(dǎo)電膜部分刻蝕清除，而且深入玻璃基板0.5mm，以方便將電源接線整齊安裝在刻槽內(nèi)，然后將兩片刻蝕并安裝好控制導(dǎo)線的ITO玻璃基板完全對準(zhǔn)，用間隔器控制好液晶盒厚度，制作一個(gè)厚度為5um20um的均勻液晶預(yù)聚混合物陣列的液晶盒；B、將液晶材料、聚合物單體、適量的交聯(lián)劑、活化劑和引發(fā)劑，在遮光條件下混合加熱到6070°C,使其處于各向同性的狀態(tài)，在充分?jǐn)嚢璨⒂贸暡ㄈ榛蛊渚鶆蚧旌蠌亩苽涑鼍酆衔锓稚⒁壕ьA(yù)聚物混合材料，混合溶液中以質(zhì)量比計(jì)算，液晶材料占30%40%,聚合物單體占40%60%，交聯(lián)劑占5%16%，活化劑占6%12%，引發(fā)劑占0.3%2%;將混合溶液在6070'C條件下注入到四周封閉的聚合物分散液晶盒中，當(dāng)其降溫至405(TC時(shí)，在全息光路中進(jìn)行曝光，發(fā)生聚合反應(yīng)誘導(dǎo)其相分離，從而形成全息聚合物分散液晶光柵，曝光時(shí)間為lmin2min;C、再將光柵寫入后的斬波器陣列在紫外光下固化10分鐘，使其完全相分離；D、將斬波器陣列和相應(yīng)的電源控制系統(tǒng)配合、連接，實(shí)現(xiàn)不同頻率電控?cái)夭嚵泄δ堋?、根據(jù)權(quán)利要求2所述電控液晶光斬波器陣列制作方法，其特征在于，所述全息光路為氬離子激光器產(chǎn)生的514nm的Ar離子激光束首先經(jīng)過濾光片調(diào)整光強(qiáng)能量后，再經(jīng)過小孔濾波和準(zhǔn)直系統(tǒng)擴(kuò)束透鏡進(jìn)入非偏振分光棱鏡，經(jīng)過分光并反射鏡反射后產(chǎn)生兩束光強(qiáng)相等、光程差為零的514nm相干激光的平面波，在干涉曝光面曝光形成HPDLC電控光柵元件，曝光時(shí)液晶盒表面垂直于兩相干激光的角平分線方向。全文摘要本發(fā)明涉及一種電控液晶光斬波器陣列及制作方法，電控液晶光斬波器陣列由玻璃基板、ITO導(dǎo)電膜、聚合物分散液晶光柵和驅(qū)動電源構(gòu)成，ITO導(dǎo)電膜涂在玻璃基板的內(nèi)表面，聚合物分散液晶光柵在導(dǎo)電膜之間，驅(qū)動電源產(chǎn)生的驅(qū)動電場加在導(dǎo)電膜上。電控液晶光斬波器陣列可實(shí)現(xiàn)對多通道陣列式輸入光進(jìn)行快速的不同頻率的斬波調(diào)制功能。具有電場調(diào)控，響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，尤其在相關(guān)光學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，如多光路和頻疊加信號的多普勒分析實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，多路載頻熒光顯微成像信號的載頻調(diào)制中能夠替代機(jī)械轉(zhuǎn)盤式的光斬波器，因此具有靈活，便捷，快速和實(shí)用的應(yīng)用特點(diǎn)。文檔編號G02F1/13GK101630080SQ200910054078公開日2010年1月20日申請日期2009年6月29日優(yōu)先權(quán)日2009年6月29日發(fā)明者劉徳峰,莊松林,墾溫,鄭繼紅,陳洛洋,駱鑫盛申請人:上海理工大學(xué)