專利名稱：復(fù)合非線性光學(xué)薄膜、其制造方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)合薄膜，更具體地說，涉及應(yīng)用新型制造方法制造非線性光學(xué)應(yīng)用的復(fù)合薄膜。
背景技術(shù)：
在本發(fā)明中通過相同的引用來參考許多公開文獻(xiàn)及專利。在本申請中所參考的公開文獻(xiàn)和專利在此引入本申請作為參考。
液晶以介于結(jié)晶固體和各向同性液體之間的相中間體形式存在。這些化合物的分子通常為棒狀，并具有稱為導(dǎo)向器的長分子軸。液晶相其特征為分子的長程有序(也就是，在固體狀態(tài)下)。向列相是最簡單的，其僅具有取向有序性，以使得其導(dǎo)向器幾乎是平行的。膽甾醇型液晶相從向列相中存在的手性產(chǎn)生。液晶有許多應(yīng)用。它們被使用作為數(shù)字式手表、計算器、儀表板、溫度計、電腦顯示器和工業(yè)產(chǎn)品的顯示器。它們可被用于記錄、貯存和顯示可以被投射在大熒幕上的影像。它們也具有成為電視顯示器的潛力。此外，可從液晶制備薄膜，其中其分子有序性被凍結(jié)，也就是，聚合化，以提供所需要的光學(xué)性質(zhì)。例如，向列和膽甾醇型(手性向列)薄膜可以被制造成具有波長和圓偏振選擇反射/傳導(dǎo)(對膽甾醇型液晶(CLC)薄膜)，和相轉(zhuǎn)換傳導(dǎo)(對向列液晶(NLC)薄膜)。然而，許多這些設(shè)備的缺點是，當(dāng)沒有進(jìn)一步處理時，液晶材料相當(dāng)昂貴并對溫度敏感。這些材料也易于不利地吸收其它材料，此會改變組成物的性質(zhì)等。此外，盡管聚合化的LC可以解決部分上述的缺點，這些LCs可能不適于許多應(yīng)用，因為，例如，不適合的機械性質(zhì)(硬度)和/或光學(xué)性質(zhì)，(反射指數(shù)、特征波長等)。
此外，帶寬已經(jīng)成為現(xiàn)代通訊系統(tǒng)急切的需求。正如光纖取代電纜，WDM和DWDM技術(shù)也被使用來開發(fā)更多可用的光纖帶寬。同時，分組交換信號結(jié)構(gòu)已逐漸在許多應(yīng)用領(lǐng)域中取代TDM技術(shù)。然而，正當(dāng)數(shù)十億的金額投資在這些努力上以致力發(fā)展帶寬，仍存在一個明顯的瓶頸-交換節(jié)點(互聯(lián))硬件?，F(xiàn)有的互聯(lián)設(shè)備需要先將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為電信號，路由到正確的輸出，然后再轉(zhuǎn)換成為光信號。這種光-電子界面會產(chǎn)生延遲，并且最終會降低系統(tǒng)的整體帶寬。全光學(xué)(也就是，無光-電轉(zhuǎn)換)交換技術(shù)使用MEMS帶寬(微電機械系統(tǒng))或以偏振光為基礎(chǔ)的技術(shù)可保持纖維帶寬，但交換緩慢，產(chǎn)生會限制其應(yīng)用的隱患。
非線性光學(xué)(NLO)材料提供快速的交換速度。然而，在克服與現(xiàn)有NLO材料有關(guān)的缺點時，存在一個改善性能的需要。例如，使用無機NLO晶體，例如鈦擴散的鈮酸鋰(Ti:LiNbO3)由于其不良的NLO性質(zhì)，易于有較次等的性能。此外，時間和熱穩(wěn)定性和輻射靈敏度是已知的問題。此外，無機晶體設(shè)備不易與電子設(shè)備直接整合。
以極化有機聚合物薄膜為基礎(chǔ)的NLO設(shè)備被許多人視為一種良好的解決方法，因為這些有機材料價格低并且易于處理。數(shù)以百計的非線性有機材料已經(jīng)被合成并且定性，使用這些材料的設(shè)備已經(jīng)被展示。然而，這些極化的聚合物具有下列缺點低二級磁化率、低光學(xué)損傷閾值、高散射損耗、有限的溫度和時間穩(wěn)定性。因此，雖然有機材料本身具有的優(yōu)點，極化NLO聚合物仍然需要發(fā)展上的突破，以達(dá)到其實用性。
一種利用薄膜有機物的優(yōu)點且能克服其限制的方法是使用NLO有機結(jié)晶薄膜，其具有極高的光學(xué)非線性、較高的損傷閾值和低散射損耗。美國專利第5,385,116號(Hattori等人，1996)回顧多種制造有機結(jié)晶薄膜的技術(shù)。然而，缺乏明顯可制造的實用設(shè)備。除非這些問題被解決了，否則這些本質(zhì)優(yōu)良的有機NLO結(jié)晶材料仍然無法使用。
含有NLO結(jié)晶的聚合物組成物是得到高性能設(shè)備材料的另一途徑。美國專利第4,759,820號(Calver等，1988)公開了在聚合物基質(zhì)中制造非中心對稱結(jié)晶的方法，其可為有機或無機。結(jié)晶的取向通過延伸、冷拉伸和其它方法達(dá)到。這種技術(shù)的缺點是不易控制形態(tài)，這受到NLO材料和薄膜處理的強烈影響。
因此，需要改善的光學(xué)薄膜，其具有大的非線性光學(xué)效果、同時克服薄膜設(shè)備的缺點。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種有序光學(xué)薄膜結(jié)構(gòu)可由下列步驟制造(a)提供第一種材料和第二種材料，這兩者基本上互不反應(yīng)，第一種材料和第二種材料中至少一種為液晶；(b)組合第一種材料及第二種材料以形成一個混合物；(c)以該混合物制造薄膜，該薄膜具有液晶所界定的分子有序性；(d)凍結(jié)薄膜的分子有序性；(e)除去第一種材料和第二種材料其中的一種以形成一個基質(zhì)，其具有散布其中的多個位點，和一種液晶分子有序性；和(f)在所述多個位點中注入第三種材料。
在本發(fā)明的第二方面，一種有序光學(xué)薄膜結(jié)構(gòu)含有一種基體和一種分布在基體上的材料，所述材料為具有液晶分子有序性的非液晶。
在本發(fā)明的第三方面，一種有序光學(xué)薄膜結(jié)構(gòu)的制造步驟如下(a)提供一種液晶和非液晶材料，這兩者基本上互不反應(yīng)；(b)組合液晶及非液晶以形成一種混合物；(c)以該混合物制造薄膜，該薄膜具有液晶所界定的分子有序性；(d)固定薄膜的分子有序性；(e)除去液晶或非液晶其中的一種以形成一種基質(zhì)，其具有散布在其中的多個位點，和一種液晶分子有序性。
上述和其它本發(fā)明的特性及優(yōu)點，將會在閱讀下列本發(fā)明各方面的詳細(xì)說明和附圖后更為明顯。
附圖簡述

圖1為制造本發(fā)明的光學(xué)薄膜的優(yōu)選實施方案的步驟。
圖2A為根據(jù)圖1步驟所制造的材料A及B的對齊向列薄膜混合物結(jié)構(gòu)的橫截面圖(通過薄膜厚度)。
圖2B顯示與圖2A所示相同的薄膜結(jié)構(gòu)在選擇性移除材料B后，僅剩余材料A的橫截面示意圖。
圖2C顯示與圖2B所示相同的薄膜結(jié)構(gòu)在加入材料C填充由材料B所產(chǎn)生的空隙后的橫截面示意圖。
圖2D顯示與圖2C所示相同的薄膜結(jié)構(gòu)在選擇性移除材料A后，僅剩余材料C的橫截面示意圖。
圖2E顯示與圖2C所示相同的薄膜結(jié)構(gòu)在加入材料D填充由材料A所留下的空隙后的橫截面示意圖。
圖3顯示一層對齊向列薄膜的頂視圖，圖示了組成分子沿同一方向?qū)R。
圖4A顯示一根據(jù)本發(fā)明方法的示例CLC薄膜樣品的實驗反射光譜。
圖4B顯示根據(jù)本發(fā)明方法的另一示例CLC薄膜樣品的實驗反射光譜。
圖4C顯示根據(jù)本發(fā)明方法的第三種示例CLC薄膜樣品的實驗反射光譜。
圖5A顯示一種在不同區(qū)域間具有變化的相延遲的以本發(fā)明制造的似向列薄膜。
圖5B為一種根據(jù)本發(fā)明所制造的像素RGB色濾器的橫截面圖。
圖6顯示一種作為吸收性線性偏振器的本發(fā)明所制造的似向列薄膜。
圖7說明一種以本發(fā)明所制造的可調(diào)諧陷波濾波器的優(yōu)選實施方案。
圖8說明一種以本發(fā)明所制造的可調(diào)節(jié)染料激光的優(yōu)選實施方案。
圖9說明一種使用本發(fā)明方法的NLO光波導(dǎo)器的優(yōu)選實施方案。
圖10a說明本發(fā)明方法中所使用的向列液晶薄膜的分子有序性，在一平面結(jié)構(gòu)中，在其中延伸的分子互相平行排列，該膜為光學(xué)各向異性的。
圖10b說明本發(fā)明方法中所使用的向列液晶薄膜的分子有序性，在一個各向同性狀態(tài)中，其中液晶分子隨機取向且該膜為光學(xué)各向同性。
圖11說明一種有機NLO材料NPP的分子結(jié)構(gòu)，其適于作為本發(fā)明方法的客體材料。
圖12a顯示一種摻入NPP的向列液晶薄膜的吸收光譜，其具有一平面結(jié)構(gòu)薄膜的液晶有序性，且其吸收隨偏振改變。
圖12b顯示一種NPP-處理的向列液晶薄膜的吸收光譜，其具有一各向同性薄膜的液晶有序性，且其吸收不隨聚合化改變。
圖13a-13c是本發(fā)明中所使用的去除中心對稱和非線性強化技術(shù)的多個步驟的圖示。
優(yōu)選實施方案詳述參考附圖中的數(shù)字，本發(fā)明的圖示實施方案將在以下詳細(xì)說明。為了清楚說明，附圖中相似的特征會以相似的參考號碼顯示，在圖中的替代性實施方案中顯示的相同的特征將會以相同的參考號碼說明。
參考圖1-3，本發(fā)明涉及薄膜制造技術(shù)。通過使用液晶(LC)分子原有的“自集合”或排列方法，將會得到例如圖2A-3的例如具有向列或膽甾醇型有序性的一種“有序的”結(jié)構(gòu)。本發(fā)明包括從含有液晶的結(jié)構(gòu)中除去一種組成，以形成分子級的“模具”(或聚合物基質(zhì)，如果使用聚合物作為剩余的組成物)。通過將材料加入和/或從模具上除去，可以得到一種類似液晶(也就是，液晶)的結(jié)構(gòu)。所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)全部或至少部分從非LC材料制造，但仍具有某些LC特征。該類似液晶的結(jié)構(gòu)克服了LC的缺點，且具有某些其它的優(yōu)點。
如本處所使用的，術(shù)語“液晶”或“LC”指一類材料，在其中類似液晶的有序性至少以一個空間方向存在，且在其中存在某種程度的各向異性，如DeGennes及Prost在The Physics of Liquid Crystals，(2nded.)pp 1-3，Clarendo Press.1993中所定義的。類似地，此處所使用的術(shù)語“非液晶”或“非LC”，指基本上任何一種包括單體及/或聚合物的材料，其不是如此處所定義的液晶。適當(dāng)?shù)姆荓C材料包括基本上任何可填充上述的空隙的材料。該非LC材料可能為有機或無機氣體、液體、在一液體或固體中的小顆粒溶液(在聚合化后或其它固定后)。適合的非LC材料的例子包括熱或輻射可固化的環(huán)氧樹脂和丙烯酸酯。專有名詞“類似液晶(也就是液晶)的分子有序性”在此定義為液晶的長程分子有序性特征，例如向列型、近晶型和柱形或膽甾醇型有序性。
現(xiàn)在參照圖1-8對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。圖1顯示了本發(fā)明的一個光學(xué)裝置的制造工藝的優(yōu)選實施方案。
在步驟1，材料A和材料B基本上均勻混合。材料A為液晶，其為可聚合的或不可聚合的。材料A本身可為多種材料的混合物。材料B為液晶或非液晶，其為可聚合的或不可聚合的。材料B本身可為多種材料的混合物。在使用可聚合的材料的情況下，在任何方便的狀態(tài)下可以聚合的材料，例如在光和/或熱下誘發(fā)聚合或通過其它方法可聚合的材料均可使用，可加入少量的光敏引發(fā)劑至混合物。其濃度通常為重量的百分之幾。然而，也可使用高光引發(fā)劑濃度。材料A和材料B為“不反應(yīng)性的”。如此處所使用的，專有名詞“不反應(yīng)性的”具有與在R.A.M.Hikmet及B.H.Zwerver在“Cholesteric gelsformed by LC molecules and their use in optical storage，Liquid Crystals，vol 13，p561(1993)(Hikmet/Zwerver報)和其它報導(dǎo)中相同的意義即在這些材料之間沒有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生以產(chǎn)生另一種材料。
具有混合A+B的薄膜在步驟2中，利用該混合物且使用已知制造液晶的方法制造一種光學(xué)薄膜。該薄膜為“對齊的”，因為混合物的分子為長程有序且該薄膜具有獨特的光學(xué)特性，例如，對于膽甾醇型液晶(CLC)薄膜的波長及電流聚合化選擇性反射，和對于向列液晶(NLC)的相轉(zhuǎn)變。圖2A圖示由材料A及B組成的向列液晶薄膜的有序性，其延伸分子以材料A的2A2和材料B的2A3兩種尺寸的橢圓形代表。該薄膜分布在基質(zhì)2A1上。對于對齊的向列薄膜，分子的長軸為或多或少的平行有序性，產(chǎn)生一種光學(xué)雙折射的薄膜。沿著和垂直于分子長軸或分子導(dǎo)向器的平均方向所測得的折射率，分別以ne及no表示。光學(xué)雙折射Δn＝ne-no。對棒狀的LC分子而言，ne＞no且雙折射為“正”。對盤形的LC分子而言，ne＜no且雙折射為“負(fù)”。平均反射指標(biāo)為nav＝(ne+ne)/2。
以對齊膽甾醇型液晶制造的薄膜具有波長和圓偏振選擇性反射。該反射帶的中心點為λc＝navPo，其帶寬為Δλ/λc＝Δn/nav，其中Po為螺距。使用以下所述的方法所獲得的多種新穎相延遲裝置和其它使用‘類似CLC’薄膜的裝置將會被公開。
如果混合物中的至少一種材料(可為材料A或材料B)為可聚合的，通過聚合化將分子有序性“固定”起來可能是有利的。根據(jù)材料A與B的混合和聚合化方法的條件，‘有序性’可能會改變。例如，如L.Li和S.M.Faris在‘單層反射超寬頻圓偏振和其制造方法’，美國專利第5,691,789號(November 1997)中所公開的，(Li/Faris專利)在聚合后的反射帶有在聚合以前有顯著增加的反射帶帶寬。這是歸因于在薄膜厚度方向的局部組成的非均勻性(以材料A及B的相對濃度表示)，以致于在聚合化時產(chǎn)生連續(xù)變化的坡度。
雖然聚合化是將分子有序性，“固定”的一種方便的方法，仍有多種選擇性的固定技術(shù)可使用。將液晶有序性固定可通過改變薄膜溫度達(dá)成。例如，一種薄膜可在預(yù)定溫度中以含有材料A及B的混合物制造。額外的薄膜加工步驟可在較低或較高的溫度中進(jìn)行，在其中有序的液晶結(jié)構(gòu)通過成分的其中一種，也就是材料A所維持。
(A+B)-B＝A的方法在步驟3，通過某些方法，例如，以一適當(dāng)溶劑溶解或以加熱蒸發(fā)或在真空中蒸發(fā)，使材料B從薄膜中被部分或全部除去。被移除的材料所占據(jù)的位點變空。這些空隙的形狀會拉長，在尺寸上并不一定均勻，但以某種方式呈現(xiàn)空間的有序性。對于一向列薄膜而言，該空隙的位點安排使得其長軸的平均方向平行地指向薄膜平面(也就是，基本上與基體表面平面平行)，并且與穿越薄膜的方向垂直(也就是，基本上與基體的法線方向垂直)。
圖2B顯示與圖2A相同的薄膜結(jié)構(gòu)橫截面，材料B已被選擇性除去，僅留下材料A和某些殘留的材料B(未顯示出來)。該薄膜位于基體2B1上。被材料B所空下的其中一個位點以虛線在20代表。位點或空隙20的分布或“密度”與材料B的局部密度成比例(在圖2A)?？障?0相當(dāng)小，且被期望為顯微鏡大小(入射波長的1/30或更小)且彼此互相連結(jié)。
對于CLC薄膜而言，空隙的排列使得其在與基質(zhì)平面平行的薄膜平面中的長軸的平均方向沿一螺旋線穿越薄膜方向(與基質(zhì)表面垂直)。當(dāng)除去材料B后，由于空隙或空洞處20的存在，使得反射的平均系數(shù)變小。最終薄膜的其它光學(xué)特征也會修正。例如，波長和圓偏振選擇性反射帶會轉(zhuǎn)移到較短的波長，且對CLC而言，帶寬會減少。對于向列薄膜而言，相轉(zhuǎn)變ΔΦ，也就是ΔnL，其中L為薄膜厚度，也減少。
+C＝A+C的方法步驟4，可以任選地用來將所需的特性設(shè)計在薄膜結(jié)構(gòu)中，例如具體的操作溫度范圍、改進(jìn)的機械和/或化學(xué)穩(wěn)定性等。本步驟包括將材料C注入薄膜的空隙20中。此材料C可以是液晶或者非液晶，其可聚合的或不可聚合的。此外，該非LC材料C可以為光學(xué)各向同性。材料C可以是有機或無機氣體，液體或固體，其本身可以是多種材料的混合物。對于某些應(yīng)用，材料C可為組分B減去其某些組成。組分C通常上為低粘稠度以加速其通過毛細(xì)管作用滲透進(jìn)入空隙。將表面涂覆有組分C的薄膜放置在真空室中，會極大地增加其填充速度，當(dāng)在空隙20中的空氣已被排出時，如果材料C是可以聚合的，不管是通過光、熱或其它方法，薄膜可以被聚合化以凍結(jié)分子有序性。產(chǎn)生的薄膜由原始的材料A和添加的材料C，和可能有材料B(可能是殘留物，由于不完全的移除或者特意加入以作為C的組成物)組成。所產(chǎn)生薄膜的光學(xué)特征再一次修正。例如，波長和圓偏振選擇性反射帶會轉(zhuǎn)移到較長的波長，且對CLC薄膜而言，帶寬會修正(擴大或縮小)，對于向列薄膜而言，相轉(zhuǎn)變也會隨著材料C修正(增加或減少)。
{[(A+B)-B]+C}-A＝C的方法步驟5，為一個附加的任選步驟，其可以使用來進(jìn)一步將所需的性質(zhì)，例如操作溫度范圍，和/或改善的機械和/或化學(xué)穩(wěn)定性等，加在薄膜結(jié)構(gòu)中。在此步驟中，材料A被部份或完全從薄膜中通過某些方法除去，例如，通過以適當(dāng)溶劑或以適當(dāng)腐蝕劑腐蝕而選擇性溶解。被已除去的材料A所占據(jù)的位點會變?yōu)榭障丁＿@些空隙的形狀會拉長，在尺寸上并不一定均勻，但以某種方法呈現(xiàn)空間的有序性。對于CLC薄膜，空隙處的安排使得其在一具體薄膜平面(與基體平行)中長軸的平均方向沿穿越薄膜方向(與基體垂直)。對于向列薄膜，該空隙的位點安排使得在特定薄膜平面(與基體表面平行)上的長軸的平均方向指向穿越薄膜的同一方向(與基體垂直)?？障兜姆植蓟颉懊芏取迸c在移除前的材料A的局部密度成比例。需注意的是，產(chǎn)生的薄膜基本上是材料C，其可能為非液晶但卻仍有類似液晶的結(jié)構(gòu)所具有的光學(xué)特征，例如，薄膜最初的波長及圓偏振選擇反射帶具有所謂的CLC有序性，且起初的相轉(zhuǎn)變具有向列序。因此，所產(chǎn)生的薄膜可提供CL薄膜所需要的光學(xué)特征，而沒有LC有關(guān)的缺點例如溫度敏感性等。
(A+C)-A＝C的任選方法本領(lǐng)域的技術(shù)人員都知道，一種非液晶材料C的類似液晶薄膜可以通過首先以某些材料A及C制造一個薄膜，然后從薄膜中除去材料A所獲得。對于上述步驟5的目的，是假設(shè)對齊液晶薄膜不能從特定選擇的材料A和C的混合物直接制造。
{[(A+B)-B]+C}-A+D＝C+D的方法步驟6，為另一個任選步驟，其可用來進(jìn)一步賦予薄膜結(jié)構(gòu)所需的性質(zhì)，例如操作溫度范圍，和/或改善的機械和/或化學(xué)穩(wěn)定性等。在此步驟中，材料D在材料A移除后注入薄膜的空隙中。組分D可為可聚合的或不可聚合的的液晶或非液晶。材料D可以是氣體、液體或固體，其本身可以是多種材料的混合物。組成D通常上為低粘稠度以加速其通過毛細(xì)管作用浸潤和滲透進(jìn)入空隙。當(dāng)在空隙中的空氣已被排出時，將表面涂覆有組成D的薄膜放置在真空室中，會極大地增加其填充速度，如果材料D是可以聚合化的，不管是通過光、熱或其它方法，薄膜可以被聚合化以固定分子結(jié)構(gòu)。產(chǎn)生的薄膜由可為液晶或非液晶的材料C和D組成。所產(chǎn)生薄膜的光學(xué)特征被再一次修正，例如在類似CLC薄膜的情況下，圓偏振選擇性反射帶的中心波長和帶寬會被修正，且在其類似向列薄膜的情況下雙折射會被修正。
+C＝C+D的替代方法本領(lǐng)域的技術(shù)人員都知道，材料C及D的類似液晶薄膜可以通過首先以材料A、C及D制造，然后從薄膜中除去材料A，并以C或D填充空隙所獲得。為了說明的目的，假設(shè)對齊液晶薄膜不容易由材料C和D混合物直接制造。
實施例1圖4A顯示根據(jù)本發(fā)明的方法所制造的薄膜樣品的實驗反射光譜。曲線4A1為平面CLC薄膜的反射光譜，所述薄膜為由BASF丙烯酸CLC聚合物#181(45％重量)、手性向列(53％重量)和少量的Ciba-Geigy光敏引發(fā)劑Irgacure184(2％重量)組成的混合物。該手性向列本身由Merck低分子量向列液晶E44和手性摻雜劑R1011(手性向列的0.7％重量)。薄膜的厚度為20μm并以傳統(tǒng)方法制造，也就是，先將兩個玻璃基體用一經(jīng)機械摩擦的聚酰亞胺取向薄層旋轉(zhuǎn)涂覆。然后將直徑為20μm的玻璃珠散布在這兩個玻璃層中間，其涂覆面彼此面對。然后將CLC混合物以毛細(xì)管作用注入基體間。在機械剪切之后(基體以極小的側(cè)向移動迫使LC分子對齊)，薄膜在室溫下退火30分鐘(一種使樣品靜置，并使其內(nèi)部分子力再一次對齊分子的方法)。然后薄膜以UV燈光聚合化。除去其中一種基質(zhì)。反射率4A1從薄膜的“裸露”面(沒有玻璃基體的一面)得到。在前述討論的內(nèi)容中，材料A為BASF181聚合物，材料B為低分子量手性向列。這樣可制得具有混合(A+B)的薄膜。B組成(低分子量手性向列)隨后會通過以丙酮溶解而除去，產(chǎn)生一種只具有材料A的類似CLC薄膜。有趣的是，發(fā)現(xiàn)當(dāng)再次注入組成B(手性向列Merck E44和R1011)，反射光譜幾乎與原先的薄膜的反射光譜相同。這顯示手性向列“再次占據(jù)”空隙，使得其表面上與原先的相同。這顯示材料B重新填滿空隙。該薄膜具有螺旋狀有序的空隙，其被組成B占據(jù)。曲線4A2顯示在薄膜空隙內(nèi)注入一種UV可固化的環(huán)氧樹脂(Norland Products，Inc.，Part No.6101)后的反射光譜。
實施例II圖4B顯示根據(jù)本發(fā)明的方法所制造的薄膜樣品的實驗反射光譜。曲線4B1為平面CLC薄膜的光譜，所述薄膜為由BASF丙烯酸CLC聚合物#181(26％重量)、手性向列(69％重量)和少量的Ciba-Geigy光起始劑Irgacure184(5％重量)組成的混合物。該手性向列本身由Merck低分子量向列液晶E44和手性涂覆漆CB15(手性向列的24.4％重量)組成。薄膜的厚度為20μm，并以與前述實施例I相同的方法制造。當(dāng)薄膜樣品以UV燈光聚合化并除去其中一種基質(zhì)后，反射率4A1從薄膜的“裸露”面取得。在前述討論的內(nèi)容中，材料A為BASF181聚合物，材料B為低分子量手性向列。這樣可制得具有混合(A+B)的薄膜。B組成(低分子量手性向列)隨后會通過以丙酮溶解而除去，產(chǎn)生一種只具有材料A的類似CLC薄膜。該薄膜具有螺旋形有序的空隙，其被組分B占據(jù)。有趣的是，發(fā)現(xiàn)再次注入組成B(低分子量手性向列Merck E44及CB15)，反射度光譜(未顯示)幾乎與原先的薄膜的反射度光譜相同。曲線4B2顯示在薄膜空隙內(nèi)僅注入Merck E44后的反射光譜。該反射光譜與原先的反射光譜不同。此差異可能是由于雙折射和原先被CB15占據(jù)而隨后被E44填滿的空隙的平均折射率nav的不同。
實施例III圖4C顯示根據(jù)本發(fā)明的方法所制造的薄膜樣品的實驗反射光譜。曲線4C1為平面CLC薄膜的反射光譜，所述薄膜為由BASF丙烯酸CLC聚合物#181(45％重量)、手性向列(53％重量)和少量的Ciba-Geigy光起始劑Irgacure184(2％重量)組成的混合物。該手性向列本身由Merck低分子量向列液晶E44和手性涂覆漆R1011(手性向列的0.7％重量)組成。薄膜的厚度為20μm，并以與前述相同的方法制造。當(dāng)薄膜以UV燈光聚合化并除去其中一種基質(zhì)后，反射率4A1從薄膜的“裸露”面取得。在前述討論的內(nèi)容中，材料A為BASF181聚合物，材料B為低分子量手性向列。這樣可制得具有混合(A+B)的薄膜。B組成(低分子量手性向列)最終會通過以丙酮溶解而除去，產(chǎn)生一種僅具有組成A的類似CLC薄膜，其具有如曲線4C2所示的反射光譜?？捎^察到反射帶的中心波長已從約734nm轉(zhuǎn)移到約265nm。由于在UV光譜區(qū)域的材料吸收，處理過的薄膜的反射度降低。
空間特性的相延遲設(shè)備本發(fā)明的對齊向列薄膜可以用作相延遲設(shè)備。對于具有雙折射Δn和厚度L的薄膜，其對于波長為λ的光，其相滯留為Δφ＝ΔnL/λ，通常以2π為單位表示。一種實例為四分之一波長延時設(shè)備，具有Δφ＝(2N+1/4)π，其中N為一整數(shù)。該四分之一波長滯留設(shè)備為一種光學(xué)設(shè)備，其在橫切薄膜后改變圓偏振入射光成為直線偏振光，反之亦然，其中直線偏光入射光在橫切后被轉(zhuǎn)變成為圓偏振。相滯留Δφ強烈取決于入射光的波長λ，以致于針對λ1所“完美”或最適地設(shè)計的四分波長設(shè)備，并非是λ2的“完美”四分波長設(shè)備。在此情況下，從針對λ1所設(shè)計的四分波長設(shè)備發(fā)射的光線λ2，是被橢圓形地偏振，而非線性或圓偏振。換句話說，波長λ1和λ2≠λ1的圓偏振折射光不能同時被轉(zhuǎn)化成為線性偏光光。相同地，波長λ1和λ2≠λ1的線性偏光折射光不能同時被轉(zhuǎn)化成為圓偏振。假如折射光為寬波長，則問題會變得較為嚴(yán)重。一種零級的滯留設(shè)備(N＝0，其中N如較早四分波長設(shè)備所定義)會比高為N級的設(shè)備優(yōu)選，但前者通常較為昂貴。有已知的方法可以“消色差化”或者是基本上除去波長滯留設(shè)備，例如四分之一波長圓盤在一特定范圍或一組不連續(xù)的波長內(nèi)的波長依賴性，然而，這些設(shè)備通常都是復(fù)雜的，且例如需要數(shù)個疊置的雙折射層。
對于某些應(yīng)用，例如，使用CLC濾波器的彩色顯示器，顯示器可區(qū)隔為空間區(qū)域，本發(fā)明的相滯留薄膜被優(yōu)化到一個特定光譜帶。圖5A顯示這樣一個具有數(shù)個“棋盤”造型區(qū)域的光學(xué)設(shè)備510，其紅色亞像素區(qū)域為511，綠色亞像素區(qū)域為512，藍(lán)色亞像素區(qū)域為513。使用前述所提的方法，可以容易地制造光譜帶介于λ1和λ2之間的像素波延遲薄膜，具有Δn的雙折射，通過為亞像素添加一種適當(dāng)?shù)牟牧螩，以使得ΔnL/λ12＝π/4，其中1/λ12＝(1/λ1+λ2)/2，假設(shè)在光譜帶上的密度分布是均勻的。例如，可見區(qū)(400-700nm)可以區(qū)分為三個所謂主要色帶RGB色次(象素的紅色(R)(607-700nm)，綠色(G)(510-607nm)和藍(lán)色(B)(400-510nm)。對于紅、綠及藍(lán)帶的λ12分別為650、554和448nm。對于非均勻分布的光譜帶，其一般從LCD顯示器的放電管中產(chǎn)生，λ12可選為例如帶的中間值，加權(quán)燈密度相關(guān)的分布。
空間特色的陷波濾波器設(shè)備本發(fā)明的平面膽甾醇型薄膜可以作為一種空間特色的陷波或帶阻濾波器設(shè)備。經(jīng)由選擇性地反射入射光線的一種光譜組成，該濾波器具有中心在λc＝navP0的抑制帶，帶寬為Δλ＝λc(Δn/nav)和該薄膜類似硬度的圓偏振。對于某些應(yīng)用，例如例如使用CLC彩色濾波器的彩色顯示器，這樣的濾光設(shè)備具有超越液晶顯示器使用的傳統(tǒng)吸收彩色濾波器的優(yōu)點，例如在Japanese reference No.9-318807中所公開的。在這個實例中，彩色濾光薄膜分隔為空間區(qū)域，為此本發(fā)明的濾波器化至特定的光譜帶。將帶阻濾波器解釋為通帶濾波器較為方便。對于可見入射光，可方便地將濾波器分隔為三個所謂的主要色帶紅色通帶濾波器阻止綠色及藍(lán)色光譜組成，綠色穿透濾波器阻止紅色，藍(lán)色光譜組成，藍(lán)色穿透濾波器阻止紅色及綠色光譜組成。以圖5A說明，光設(shè)備510可能具有數(shù)個“棋盤式”的區(qū)域，511區(qū)為紅色穿透濾波器，512區(qū)為綠色穿透濾波器，513區(qū)為藍(lán)色穿透濾波器。相鄰的紅、綠、藍(lán)穿透濾波器組成一個像素。使用上述公開的方法，可以輕易地制造主要色彩的像素色濾光薄膜，通過加入一個適當(dāng)材料C作為亞像素，使得紅色穿透特濾波器具有二個子區(qū)域，一個阻礙綠色光譜組成，另一個阻礙藍(lán)色光譜組成。圖5B顯示像素RGB色濾器的橫截面圖。紅色穿透亞像素濾波器包括二個次層511G和511B，分別阻礙入射“白色圓偏振光5151”的綠色及藍(lán)色光譜組成515RG和515RB。穿透的光線為圓偏振紅色組成515TR。相同地，綠色穿透亞像素濾波器包括二個次層512R和512B，分別阻礙入射白色“圓偏振光515I的紅色和藍(lán)色光譜組成515RR和515RB。穿透的光線為圓偏振紅色組成515TG。藍(lán)色穿透亞像素濾波器由二個次層513R和513G組成，分別阻礙入射“白色”圓偏振光515I的紅色和綠色光譜組成515RR和515RG。穿透的光線為圓偏振紅色組成515TB。
對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，可以改變此濾波器的結(jié)構(gòu)以達(dá)到相同的效果。例如，紅色穿透濾波器可以是一單層(也就是，沒有次層)，如果其抑制帶足夠?qū)捴粮采w綠色和藍(lán)色。在另一實例中，除了在薄膜的另一面添加不同材料C以外，濾波器也可制成二個層壓在一起的不同層，每一層具有亞像素R-，G-及B-抑制帶。
雙色偏振器本發(fā)明的方法可用于制造使用向列LC作為材料A的雙色偏振器。已知具有以雙色染料處理的對齊向列LC的薄膜可以使用來作為吸收偏光鏡，由于其較其它材料對于特定偏光的入射光有較強的吸收能力，因為染料分子在薄膜中對齊。參照圖2C、2D及2E，添加材料C和/或D中的一種(例如，在圖2C中的材料C以2C表示，在圖2D中的材料C以2D2表示，在圖2E中的材料C以2E2表示，材料D以2E3表示)是光學(xué)可吸收的。因為這種材料填滿了被除去的LC所占的位點(空隙)，材料分子以模擬延長的LC分子的聚集物形式集中。通過這種方式，所添加的材料C和/或D被賦予類似LC的分子有序性。因此這些聚集物具有與LC分子類似的光學(xué)特性，也就是，它們較其它分子更強烈地吸收特定偏光的入射光，因此穿透光僅具有一種主導(dǎo)的偏振。本方法是有利的，因為有機雙色材料的內(nèi)在限制可以被除去，以產(chǎn)生高效能的偏光設(shè)備。例如，材料C和D可以因為其“光固著”(如雙色染料那樣抗漂白/分解)，寬頻帶(吸收材料的混合，顯出組合寬頻帶的吸收)，寬光譜范圍(與特殊雙色有機染料比較，從UV到IR光譜范圍內(nèi)有更多吸收材料可用)和高操作溫度而被選擇。圖6顯示雙色偏光器601，其橫截面501顯示包括材料A61和C62的結(jié)構(gòu)。導(dǎo)向器63以箭頭表示。入射光64A未偏光，穿透光64B與導(dǎo)向器基本上垂直偏光，因為與導(dǎo)向器平行偏光的光組成最終會被材料C吸收。
寬帶圓偏振器依照前述Li/Faris專利的方式，利用某種膽甾型液晶混合物和聚合可以獲得單層寬帶圓偏振器，簡言之，這樣的偏光鏡可以使用CLC混合物，其包括一可聚合的CLC單體和不反應(yīng)的向列液晶或手性向列液晶(一種有手性摻雜劑的向列液晶)。這種向列液晶或手性向列液晶具有有限的液晶相溫度范圍。因此，該偏光鏡具有有限的操作溫度。其上限通常由向列液晶或手性向列液晶(約100℃)而不是聚合物基質(zhì)(約200℃)本身而定。此外，這些向列液晶或手性向列液晶通常是熱致性的，也就是，其光學(xué)性質(zhì)強烈地依賴于溫度。因此，使用這種混合物的偏光鏡的特性對于溫度為比較敏感的。
使用本發(fā)明的方法，可以克服這些缺點。在一個實例中，一種可聚合的CLC單體可以用作材料A，不反應(yīng)向列液晶或手性向列液晶可作為材料B。在制造和偏光化一個對齊CLC薄膜后，材料B從薄膜中去除。符號上以(A+B)-B＝A表示。所產(chǎn)生的薄膜為全部可聚合的，且其類似CLC，也就是，具有波長及圓偏振選擇反射。該薄膜的光學(xué)性質(zhì)為在相對大的溫度范圍內(nèi)對溫度不敏感，特別是在靠近上限時。此方法的另一個優(yōu)點是被除去的材料B可以再循環(huán)以供后續(xù)使用。當(dāng)所需要的材料B僅可從有限的供應(yīng)商取得，因此相對稀有和/或昂貴時，這是特別有利的。
通常，產(chǎn)生的薄膜的反射帶被觀察到具有較傳統(tǒng)設(shè)備為窄的頻帶和較短的中心波長。這也可從前述的λc＝navP0和Δλ/λc＝Δn/nav的關(guān)系和從nav的定義，所產(chǎn)生的薄膜具有較小的nav(因為空隙)了解。就這一點來說，對于具有兩種材料1和2的薄膜，平均折射率為各單個材料的nav的平均。因此，對于這種薄膜nav＝c1nav1+c2nav2，其中c1及c2為加權(quán)系數(shù)，其為材料1及2和可能其它材料系數(shù)的相對分?jǐn)?shù)的函數(shù)。(對于材料1和2單個而言，如前面所討論的，變量nav1和nav2等于(ne-no)/2。)如果材料B被空隙所取代，則加權(quán)平均會較小，因為空隙(空氣)折射率為1(其為最小值)。
所產(chǎn)生的薄膜有較小的Δn(由于除去材料B以后的無效貢獻(xiàn))，可能也有較小的P0(由于薄膜厚度縮小)。因此，對于具有設(shè)計的反射帶的圓偏振鏡，需要首先制造具有較寬的頻帶和較長中心波長的薄膜。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到那些具體材料和其濃度百分率可以被選來使LC混合物最優(yōu)化至所需的反射頻帶。所使用的具體方法步驟也可選擇，也就是，一種或多種的任選方法步驟4-6也可使用，以獲得所需的性質(zhì)。例如，通過將空隙填充材料C，可以獲得一種“致密的”(也就是，無空隙的)薄膜。這些薄膜可具有某些優(yōu)點，例如更機械穩(wěn)定(由于增加剛性)，且較能防潮(由于較少表面積)等。
可調(diào)諧陷波濾波器依據(jù)本發(fā)明所得到的類似CLC薄膜含有空隙，其符號為(A+B)-B＝A，其中A為一種彈性材料，因此是具有機械柔順性的，當(dāng)壓力施加在薄膜表面上，材料會壓縮，因此使得其螺距(及可能的平均折射率)機械性改變，因此也改變其反射頻帶的中心波長。
利用此效應(yīng)，類似CLC薄膜可用作可調(diào)諧陷波濾波器。圖7說明一種可調(diào)諧陷波濾波器的優(yōu)選實施方案，使用本發(fā)明的類似CLC薄膜處理制造的結(jié)構(gòu)。缺口濾波器700由一種類似CLC薄膜701組成，其夾在兩層基質(zhì)702及703之間。提供該基質(zhì)以便于傳送壓力，其以在類似CLC薄膜上的箭頭705表示。一種圓偏振光束7041投射在薄膜上。如果入射光線的波長在反射頻帶內(nèi)，入射光會基本被反射。反射的光線以704R表示。如果入射光線在反射頻帶之外，入射光會被基本上透射。穿透光線以704T表示。(假設(shè)該類似CLC薄膜的硬度與入射光線的圓偏振狀態(tài)相同)。通過在薄膜上施加壓力，螺距改變且反射頻帶轉(zhuǎn)移且變窄。因此，入射光的透射(穿透或反射)通過這個設(shè)備可以被控制)此外，這些可調(diào)諧陷波濾波器也可用作壓力傳感器。例如，濾光器反射帶的改變可以用來測量施加在薄膜上壓力的改變。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該很清楚，疊式左手式和右手式的具有相同反射頻帶的類似CLC薄膜，可以形成一可換向的鏡子，其可反射或透射未偏振光。
光存儲層已經(jīng)被指出(也就是，在Hikmet/Zwerver的論文中)，當(dāng)CLC薄膜的一種組成被去除時，反射頻帶的轉(zhuǎn)變，可以用于光學(xué)數(shù)據(jù)貯存。簡單地說，Hikmet和Zwerver使用一種由可聚合的單體向列材料和不反應(yīng)手性摻雜劑組成的手性向列材料來制造一種具有特征反射頻帶的第一中心波長的對齊CLC薄膜。這種手性涂覆劑然后在高溫下(約200℃)使用聚焦激光光束以熱蒸發(fā)被局部地移除，產(chǎn)生一種反射頻帶，其具有第二中心波長。反射頻帶的改變因此可能被用來貯存代表二元狀態(tài)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
利用根據(jù)本發(fā)明所制造的CLC薄膜，資料貯存層可能具有較低的操作溫度和/或較窄的反射頻帶，這造成更多的存儲空間，當(dāng)被使用多像素在一個多層結(jié)構(gòu)中進(jìn)行波分復(fù)用，依照Faris的美國專利第5,353,247，名稱為“Optical Mass Storage System and Memory CellIncorporated Therein”和美國專利第6,005,838號和第5,838,635號(Nov.，1998)，B.Fan及S.M.Faris的名稱為“Multiple Layer OpticalRecording Media and Method and System for Recording and ProducingInformation Using the Same”等中所描述的方式。以[A+B)-B]+C代表薄膜處理步驟，具體材料C可以選擇為相對易揮發(fā)的(以降低蒸發(fā)溫度)，以提供較為狹窄的第二反射帶寬，和/或介于第一和第二中心波長的較大的變化(通過在數(shù)據(jù)記錄后改變Δn和/或nav)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到可選擇具體材料及其百分比濃度以使得所需的反射頻帶的LC混合物最優(yōu)化。此特定制造方法也可以被選擇，也就是，使用一種或多種光學(xué)過程步驟4-6，以獲得所需的性質(zhì)。
現(xiàn)在參照圖9-13c，公開了一種以定向NLO結(jié)晶制造復(fù)合NLO薄膜的方法，其克服了至少一種前述的困難。該制造方法簡單并新穎。一種可聚合的基質(zhì)優(yōu)選含有可交聯(lián)的和不反應(yīng)的低分子量(LWM)向列液晶混合物。液晶分子的自序性用于排列少量的“客體”NLO分子，其均勻地溶解在基質(zhì)材料中。然后，使用電場極以除去其中心對稱性。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，可以任選地使用磁場或者電暈放電。NLO性質(zhì)通常較小，這是由于客體材料的有限可混性。如前面所討論的，進(jìn)一步處理該主體薄膜，可以用來加強光學(xué)非線性。薄膜中不反應(yīng)的組成被除去，產(chǎn)生空隙，其為中間尺寸。然后這些空隙被非線性材料填充，然后其形成結(jié)晶。這些結(jié)晶為高度取向的，這是由于隱藏在聚合物基質(zhì)中的種子。結(jié)晶的取向可通過場極改善。傳統(tǒng)的熱退火可以用來減少薄膜的缺陷。
圖10a顯示在優(yōu)選用作主體的平面結(jié)構(gòu)上的向列液晶(NLO)薄膜的橫截面。為了說明，使用兩種基質(zhì)1011及1012。優(yōu)選實施方案僅需要一種基質(zhì)，例如，1012。NLC薄膜通常上是使用兩種基質(zhì)制造，其中一種為所需要的基質(zhì)1012，例如，其中設(shè)置電路的硅片。在薄膜制造之后，另一種基質(zhì)1011(其可以為平面玻璃板)，被除去，在所需要的基質(zhì)1012上留下NLC溥膜。也可以在所需的基質(zhì)上制造平面結(jié)構(gòu)薄膜，例如，使用刮刀法。這些技術(shù)對于液晶領(lǐng)域的技術(shù)人員是已知的，因此不在此詳細(xì)說明。薄膜優(yōu)選含有可交聯(lián)的聚合物(分子，以1013表示)和不反應(yīng)的低分子量向列(以1014表示)的混合物，和少量的光敏引發(fā)劑(未顯示)，通常上為數(shù)個重量百分率?？山宦?lián)的聚合物與不反應(yīng)性組成的重量百分比介于5至95之間。具有相當(dāng)高濃度可交聯(lián)聚合物的混合物會產(chǎn)生具有較少空隙的薄膜，其因此具有相對少的NLO材料成分和較低的NLO性質(zhì)。光敏引發(fā)劑用于引發(fā)聚合物的聚合反應(yīng)(交聯(lián))以提供定向NLO結(jié)晶的穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)。平面結(jié)構(gòu)薄膜可以用多種以知技術(shù)制造。例如，與液晶接觸的基質(zhì)表面可以用一個薄層聚酰亞胺膜(未顯示)涂敷。覆蓋層被機械地“摩擦”，即使用尼龍絨。長的液晶分子沿摩擦方向進(jìn)行排列。也可以不進(jìn)行機械摩擦來制備取向?qū)?，例如，使用傳統(tǒng)的光輻射適當(dāng)?shù)卣丈湓诮佑|表面上的適當(dāng)薄的覆蓋層上?？商鎿Q地，接觸表面可被傾斜放置在一個薄的二氧化硅薄膜上。這些技術(shù)對液晶領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是公知的，因此不作進(jìn)一步的詳細(xì)討論。由于分子交互作用使“自由能”最小化，長的液晶分子基本上沿摩擦方向(即x軸)互相平行地排列。薄膜為正單軸，折射率為ne(沿x軸)和no(沿在yz平面內(nèi)的任何方向)，ne＞no。有機NLO分子(表示為1015)也以與基質(zhì)液晶分子平行的方向排列，這可由吸收光譜內(nèi)的強烈二色性為證(將參照圖12a和12b進(jìn)行討論)。
向列薄膜也可以各向同性的狀態(tài)進(jìn)行制備，比如在圖10b中的橫截面所示。該膜可由相同組分組成，如圖10a所示交聯(lián)聚合物1023和不反應(yīng)的低分子量向列材料1024的混合物、光敏引發(fā)劑(未顯示)和介于兩種基質(zhì)1021和1022之間的有機NLO材料1025。在各向同性狀態(tài)，長的液晶分子和有機NLO分子為無規(guī)排列。膜為光學(xué)各向同性，折射率為ni＝[(ne2+2no2)/3]1/2，其中ne＞ni＞no。通過升高膜的溫度到超過向列混合物的澄清溫度，可得到各向同性狀態(tài)。各向同性狀態(tài)的LC材料具有較低的折射率，可被用作和平面區(qū)域(將在下面參照圖9進(jìn)行討論)相對應(yīng)的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的覆蓋層材料。
使用交聯(lián)聚合物的優(yōu)點現(xiàn)在變得明顯了。一旦聚合化后，液晶分子的取向被永久固定。光學(xué)性質(zhì)對高達(dá)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(對某些聚合物為300℃)的溫度不敏感。因此利用折射率的差異(參見下面的討論)可以在同一膜上制備平面結(jié)構(gòu)和各向同性的區(qū)域以形成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
下面討論的LC膜制備過程可用于制備NLO膜，包括在處理過的主體內(nèi)嵌入NLO材料的毫微結(jié)晶。這些毫微結(jié)晶的取向可以選擇，以具有與大量晶體所產(chǎn)生的效應(yīng)相似的共同NLO效應(yīng)。如上所述，難于制備適用于波導(dǎo)器的大量結(jié)晶膜?，F(xiàn)在討論隨后的制備NLO薄膜的過程，其使用一種NLO材料N-(4-硝基苯基)-L-脯氨醇(NPP)作為說明的實例。圖11顯示了該NPP的分子結(jié)構(gòu)。它具有一個沿NO2-N軸不對稱的分子結(jié)構(gòu)。天然形成有一種具有大電光系數(shù)的單斜晶。
在本發(fā)明中使用的混合物的非限制性例子包括一個NLC混合物，其由交聯(lián)的CM428(來自BASF，Ludwigschiffen，Germany)和LMW向列E44(來自于EMI，Hawthorne，NY)組成，重量比為4∶10，并混有約1wt％光敏引發(fā)劑Irgacure 184(來自于Ciba-Geigy，Tarrytown，NY)。然后將混合物與NLO材料NPP結(jié)合(來自于Sigma/Aldrich Corp.Milwaukee，WI)。NPP在液晶混合物中具有低可混性，大約低于1wt％。然后利用上述傳統(tǒng)技術(shù)以這種混合物制備2.5μm厚的膜。圖12a和12b顯示了在平面結(jié)構(gòu)內(nèi)(見圖10a)和以各向同性狀態(tài)(見圖10b)摻雜NPP的NLC膜的吸收光譜。對于平面結(jié)構(gòu)的在室溫下固化的膜，由于客體NPP分子的取向次序，其吸收顯示二色性。
與對齊層摩擦方向平行偏振的入射光吸收(以1211表示)比垂直摩擦方向的偏振光的吸收(以1212表示)強27倍。另一方面，對各向同性薄膜，其在100℃固化(大于LC混合物的澄清溫度)，其吸收并未顯示雙色(以1221表示)。吸收與入射光的偏光狀態(tài)無關(guān)，也就是，與摩擦方向平行及垂直偏振光的吸收光譜無法區(qū)分。這說明NPP分子，與液晶分子類似，是隨意對齊的。
已知延長的液晶分子沿著摩擦方向彼此近似平行地自動對齊。這僅是一種長程的取向有序性，意思是液晶分子的“頭”并非都指向同一個方向。假設(shè)液晶分子不沿著長分子軸對稱，將分子端定義為一個箭頭的“頭”和“尾”。因此，分子通常并非向量對齊的，也就是，它們可能常指向相反方向。實驗結(jié)果顯示，客體NLO分子，雖然通常與主體液晶分子相同的縱軸對齊，但也是非向量取向的。所產(chǎn)生的薄膜具有中心對稱性，其不適合于電光應(yīng)用(也就是，施加電場使光電束進(jìn)行相延遲的應(yīng)用)，和其它例如光學(xué)二次諧波振蕩(將入射光轉(zhuǎn)化成其它具有其二倍光譜頻率的光)，波長上-或下-轉(zhuǎn)換(將兩種不同波長f1及f2的入射光轉(zhuǎn)換為第三種波長f3，f3為其和f3＝f1+f2或其差f3＝f1-f2)或參量振蕩(將入射光轉(zhuǎn)換成二種不同波長的輸出光束)或光學(xué)整流(將入射光轉(zhuǎn)換成電子)和其它非線性光學(xué)方法。提供在其中主體分子為向量對齊和NLO分子通過分子間作用為向量對齊的結(jié)構(gòu)是有利的。
因此，需要向量方向的NLO分子以某種方法除去其中心對稱性。用于極化NLO聚合物薄膜的電場極可以用來達(dá)到這個目的。圖13a顯示一種優(yōu)選的極化幾何。這個橫截面顯示一種介于基質(zhì)1311及1312之間的向列液晶(NLC)薄膜。這個薄膜由可交聯(lián)聚合物(分子1313)和不反應(yīng)的低分子量向列(分子1314)，光起始劑(未顯示)，和有機NLO材料(分子1315)的混合物組成。薄膜是平面結(jié)構(gòu)，在X軸具有對齊方向。對齊是通過在基質(zhì)上摩擦聚酰亞胺覆蓋層(未顯示)或其它前述的技術(shù)實現(xiàn)。為了電場極化，在基質(zhì)1312上放置一對電極1316a和1316b。電極通常上為金屬條，并以間隙分開。傳導(dǎo)片可為光學(xué)半透明，例如銦錫氧化物(ITO)或不透明的(金，鋁，鉻或其它)。電極材料的選擇與具體應(yīng)用有關(guān)，基于工程考慮，包括其在光的工作波長下具有可接受的吸收損耗，并且與其被容納的設(shè)備相容。所描繪的電極構(gòu)型通常稱為在平面內(nèi)，也就是，電極的方向與基質(zhì)1312平面平行。這些結(jié)構(gòu)是有利的，因為相同電極可被使用來作為電子光學(xué)設(shè)備。
對極化而言，施加一個直流電壓至兩個在平面內(nèi)的電極1316a和1316b。至少發(fā)生兩種場極化效應(yīng)。第一個效應(yīng)是向列液晶分子沿著電場方向?qū)R，電場線以虛線表示，而不是與基體平面平行如圖10A所示。液晶分子的移動性非常高。因為制造成了主體混合物具有場效應(yīng)的低分子量向列。此外，在極化時薄膜溫度很高，優(yōu)選為接近但低于澄清溫度，因此其粘稠度通常較低。第二種效應(yīng)是NLO分子也會沿著液晶分子再取向，由于它們相當(dāng)大的分子偶極矩，這些NLO分子也是向量對齊的，也就是，沿一個優(yōu)選的方向?qū)R。電場強度25V/μm顯然對極化已經(jīng)足夠。隨著極化電場的施加，薄膜的溫度逐漸降低至室溫。然后薄膜聚合化以保存NLO分子的向量有序性。不反應(yīng)組成隨后被除去，正如前述圖1-8所討論的。處理過的薄膜如圖13b所示，其具有空隙，有大的光電系數(shù)(由于極化后的向量對齊)和良好的暫時穩(wěn)定性(在一結(jié)構(gòu)有序的LC聚合物主體中)。薄膜的非線性可以通過用相同NLO材料填充不反應(yīng)性LC主體材料所造成的空隙，而進(jìn)一步強化。薄膜顯示較強的吸收，由于在薄膜的NLO材料含量的增加。對于所討論的薄膜樣品，在400nm的吸收增加了大于1,000的系數(shù)。在空隙中的NLO材料易于形成毫微晶體，因為NLO分子遠(yuǎn)較不反應(yīng)性LC分子為小。這些NLO分子在空隙中聚集在一起，易于在其中形成結(jié)晶。這些結(jié)晶可通過使用在聚合基質(zhì)中剩余的NLO分子為籽晶，而成為向量對齊的。場極化也可以用來改善結(jié)晶的向量取向。這可以通過在電極中使用直流電場完成，如圖13c所示。在其形成之時(當(dāng)溶劑蒸發(fā)時，如果是使用溶液來填充空隙)，將NLO結(jié)晶取向是有利的。在溫度循環(huán)時通過施加極化電場來改善微晶體也是有利的。由于取向微晶體之間的交互作用，這些處理薄膜的NLO性質(zhì)非常高，且能接近本體有機晶體的NLO性質(zhì)。
上述教導(dǎo)使用NPP作為說明實例。實際上任何其它可以形成晶體的NLO有機材料，都是適合的。不管它們其是目前可取得的或者是將來可以合成的。例如以下是可以組成NLO薄膜的有機化合物的部分實例4-N，N-二甲基氨基-4’N’-甲基-茋偶氮鎓甲苯磺酸鹽(DAST)、2-甲基-4-硝基苯胺(MNA)、2-胺基-5-硝基吡啶(2A5NP)、對-氯化苯尿素(PCPU)、4-(N，N-二甲基氨基)-3-乙酰胺基硝基苯(DAN)、N-(5-硝基-2-吡啶基)-(S)-苯基丙胺醇(NPPA)、3-乙酰胺-4-甲氧基-N-(4-硝基苯亞甲基)苯胺(MNBA)、4’-硝基苯亞甲基-3-乙酰胺-4-甲氧基-苯胺(MNBA)、4-硝基-4’-甲基苯甲亞基苯胺(MNBA)、4-氨基苯并phynel、L-精氨酸二氫磷酸鹽(LAP)、3-甲基-4-甲氧基-4’-硝基芪(MMONS)、甲基-(2，4-二硝基苯)-氨基丙酸鹽(MAP)、2-環(huán)辛基氨基-5-硝基吡啶(COANP)、3-甲基-4-硝基-吡啶-1-氧化物(POM)、二甲基-氨基氰苯(DMACB)、N-(5-硝基-2-吡啶基)-(S)-苯基丙胺醇(NPPA)、3，5-二甲基-1-(4-硝基苯基)-吡唑(DMNP)、3，5-二甲基-1-(4-硝基苯基)-1，2，4-三唑(DMNT)、(-)2-(α-甲基苯基氨基)-5-硝基吡啶(MBANP)、2-金剛烷基氨基-5-硝基吡啶(AANP)、(-)-4-(4’-二甲基氨基苯基)-3-(2’-羥丙基氨基)環(huán)丁烯-1，2-二酮(DAD)、1-(2-噻嗯基)-1-(4-甲苯基)丙烯-1-酮(T-17)、3-(4-二甲基-氨基苯基)-1-(4-氰苯基)-苯基)-2-丙烯-1-酮(DACC)、4-溴-4’-甲氧-查耳酮(BMC)和4-甲氧基-4’-乙氧基查耳酮(MEC)。
如果可以制造光波導(dǎo)設(shè)備，復(fù)合NLO薄膜會更有用。光波導(dǎo)器為一種電介質(zhì)結(jié)構(gòu)，以使得光傳播可以被限制。這些波導(dǎo)的實例包括傳統(tǒng)光學(xué)纖維。通常上，導(dǎo)向核心，其具有最多的光能被限制在其中，具有比周圍環(huán)境高的折射率。正如前面所討論的，平面薄膜(也就是，核心)是光學(xué)單軸，其具有折射率ne(沿著對齊方向)及no。各向同性薄膜(也就是，覆蓋層)具有折射率ni，以使得ne＞ni＞no。為形成光導(dǎo)結(jié)構(gòu)，核心優(yōu)選為在平面結(jié)構(gòu)的材料，其具有較高折射率ne(因為光沿著液晶對齊方向偏振)，而覆蓋層應(yīng)該由各向同性狀態(tài)的且具有較低的折射率ni的材料組成。這樣的構(gòu)型可以經(jīng)由光掩膜的UV照射或者直射激光光束紀(jì)錄得到。作為一個說明實例，圖9顯示一種橫向電(TE)輸入的信道波導(dǎo)。(本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道TE是一種傳播模式的分類，通常用在波導(dǎo)理論中。TE模式是指那些在xz平面具有電場的模式，而TM是指那些在xz平面具有磁場的模式。)脊形和信道波導(dǎo)結(jié)構(gòu)可以很容易使用標(biāo)準(zhǔn)平版印刷方法制造。簡單地說，一種分子沿著x軸方向?qū)R的平面結(jié)構(gòu)薄膜在基體912上制造，窄條(或條狀)914聚合化以提供光導(dǎo)。然后將薄膜剩下的未聚合部份聚合形成覆蓋層或分布在各向同性狀態(tài)上的周圍區(qū)域913，通過提高薄膜的溫度至高于所謂“澄清溫度”。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道“澄清溫度”是指在該溫度下液晶混合物呈液相，其通常介于50-200℃?？梢詫嵤┢渌奶幚?，也就是在上述聚合化步驟中，使用嵌入的電極915a和915b來極化，和/或如上述與圖13相關(guān)的討論所述。
或者，周圍的帶狀914的未聚合材料可以被除去以形成脊形波導(dǎo)(在此情況下，覆蓋層由空氣和基體組成)，或可以另一種材料作為覆蓋層來填充。除去未聚合液晶可使用適當(dāng)?shù)娜軇├绫獙崿F(xiàn)。其它適當(dāng)?shù)母采w層材料可廣泛取得，一種實例為UV可固化樹脂。這種方法的一個優(yōu)點是覆蓋層的折射率可小于核心的折射率，也就是ni＜ne和ni＜no，因此可支持TE及TM兩種模式。通過向不同方向摩擦，不平行的波導(dǎo)可在相同基體上制造。需注意的是，所描述的摩擦技術(shù)是說明性的。在液晶顯示器(LCD)工業(yè)的許多已知技術(shù)可以被用于這個目的。例如，偏振光可以用來對齊向列LC晶胞，提供直接記錄波導(dǎo)設(shè)備的能力。任選地，一種光學(xué)覆蓋層也可以加在波導(dǎo)結(jié)構(gòu)之上，以防止環(huán)境影響或進(jìn)行模式控制(也就是，通過控制核心及覆蓋層折射率的差)或者加在多層波導(dǎo)結(jié)構(gòu)(具有作為底層或上層的中間層)上。很清楚NLO薄膜可以在任何基體上制造，包括具有電子設(shè)備的硅片。這使得電子驅(qū)動電路和電子光學(xué)設(shè)備可以整合。
總而言之，本發(fā)明所公開的復(fù)合NLO薄膜具有以下超越現(xiàn)有技術(shù)的顯著優(yōu)點·大的非線性，其緣于薄膜內(nèi)所嵌入的高性能NLO材料的取向微晶體；·快速切換速度，其源于使用加入在其中的NLO有機材料；·高的熱穩(wěn)定性和長的時間穩(wěn)定性，其源于聚合物主體；和·使用傳統(tǒng)技術(shù)制造低損耗波導(dǎo)設(shè)備的可能性，其源于可交聯(lián)的液晶可聚合主體材料的特性。
上面的敘述主要是為了說明。雖然本發(fā)明已經(jīng)以其典型實施方案顯示并描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該了解的是，對前述內(nèi)容可進(jìn)行各種關(guān)于其形式或細(xì)節(jié)的變化、刪減、和增添，而不會脫離本發(fā)明的精神及范圍。
權(quán)利要求
1.一種有序光學(xué)薄膜結(jié)構(gòu)，其是以下列步驟所制造(a)提供第一種材料和第二種材料，這兩者基本上彼此不反應(yīng)，所述第一種材料和第二種材料中的至少一種為液晶；(b)組合第一種材料和第二種材料以形成一個混合物；(c)以該混合物制造出一個薄膜，該薄膜具有液晶所界定的分子有序性；(d)固定該薄膜的分子有序性；(e)移除所述第一種材料和第二種材料中的一種，以形成一個基質(zhì)，該基質(zhì)具有多個散布在其中的位點，和一種液晶分子有序性；和(f)在所述多個位點處導(dǎo)入第三種材料，此第三種材料為一種非線性光學(xué)(NLO)材料。
2.如權(quán)利要求1的薄膜結(jié)構(gòu)，其中所述NLO材料包含一種能形成結(jié)晶的材料，其產(chǎn)生一種與電磁輻射輸入不成比例的反應(yīng)輸出。
3.如權(quán)利要求2的薄膜結(jié)構(gòu)，其中所述NLO材料選自以下材料4-N，N-二甲基氨基-4’N’-甲基-芪偶氮鎓甲苯磺酸鹽(DAST)、2-甲基-4-硝基苯胺(MNA)、2-胺基-5-硝基吡啶(2A5NP)、對-氯化苯尿素(PCPU)、4-(N，N-二甲基氨基)-3-乙酰胺基硝基苯(DAN)、N-(5-硝基-2-吡啶基)-(S)-苯基丙胺醇(NPPA)、3-乙酰胺-4-甲氧基-N-(4-硝基苯亞甲基)苯胺(MNBA)、4’-硝基苯亞甲基-3-乙酰胺-4-甲氧基-苯胺(MNBA)、4-硝基-4’-甲基苯甲亞基苯胺(MNBA)、4-氨基苯并phynel、L-精氨酸二氫磷酸鹽(LAP)、3-甲基-4-甲氧基-4’-硝基芪(MMONS)、甲基-(2，4-二硝基苯)-氨基丙酸鹽(MAP)、2-環(huán)辛基氨基-5-硝基吡啶(COANP)、3-甲基-4-硝基-吡啶-1-氧化物(POM)、二甲基-氨基氰苯(DMACB)、N-(5-硝基-2-吡啶基)-(S)-苯基丙胺醇(NPPA)、3，5-二甲基-1-(4-硝基苯基)-吡唑(DMNP)、3，5-二甲基-1-(4-硝基苯基)-1，2，4-三唑(DMNT)、(-)2-(α-甲基苯基氨基)-5-硝基吡啶(MBANP)、2-金剛烷基氨基-5-硝基吡啶(AANP)、(-)-4-(4’-二甲基氨基苯基)-3-(2’-羥丙基氨基)環(huán)丁烯-1，2-二酮(DAD)、1-(2-噻嗯基)-1-(4-甲苯基)丙烯-1-酮(T-17)、3-(4-二甲基-氨基苯基)-1-(4-氰苯基)-苯基)-2-丙烯-1-酮(DACC)、4-溴-4’-甲氧-查耳酮(BMC)和4-甲氧基-4’-乙氧基查耳酮(MEC)。
4.如權(quán)利要求1的薄膜結(jié)構(gòu)，其在所述固定步驟(d)期間進(jìn)一步包括一個將電磁場施加在薄膜上的步驟，以使薄膜分子定向。
5.如權(quán)利要求4的薄膜結(jié)構(gòu)，其在所述導(dǎo)入步驟(f)期間進(jìn)一步包括一個將電磁場施加在薄膜上的步驟。
6.如權(quán)利要求1的薄膜結(jié)構(gòu)，其中所述組合步驟(b)進(jìn)一步包括在第一種及第二種材料中添加NLO材料。
7.如權(quán)利要求1的薄膜結(jié)構(gòu)，其進(jìn)一步包括使NLO材料結(jié)晶的步驟。
8.如權(quán)利要求1的薄膜結(jié)構(gòu)，其中所述基質(zhì)含有液晶，且具有液晶分子有序性。
9.如權(quán)利要求1的薄膜結(jié)構(gòu)，其中所述基質(zhì)含有非液晶，并且多個位點具有液晶分子有序性。
10.如權(quán)利要求9的薄膜結(jié)構(gòu)，其中所述第三種材料具有液晶分子有序性。
11.如權(quán)利要求1的薄膜結(jié)構(gòu)，其中所述固定步驟(d)進(jìn)一步包括改變薄膜的溫度。
12.如權(quán)利要求1的薄膜結(jié)構(gòu)，其中所述第一種材料與第二種材料中的至少一種具有可聚合性，且所述固定步驟(d)進(jìn)一步包括將所述混合物聚合。
13.如權(quán)利要求1的薄膜結(jié)構(gòu)，其中所述液晶包括向列液晶，且該薄膜結(jié)構(gòu)具有提供光學(xué)雙折射的有序性。
14.如權(quán)利要求1的薄膜結(jié)構(gòu)，其中所述液晶含有向列液晶，且該薄膜結(jié)構(gòu)具有提供相轉(zhuǎn)變透射率的有序性。
15.如權(quán)利要求1的薄膜結(jié)構(gòu)，其中所述第三種材料被固定。
16.如權(quán)利要求15的薄膜結(jié)構(gòu)，其中第三種材料為可聚合的，且以聚合化來固定。
17.如權(quán)利要求16的薄膜結(jié)構(gòu)，其進(jìn)一步含有步驟(g)以移除所述第一種材料和第二種材料中的一種，以提供散布在薄膜結(jié)構(gòu)中的第二系列的位點。
18.如權(quán)利要求17的薄膜結(jié)構(gòu)，其進(jìn)一步含有步驟(h)添加第四種材料至散布在薄膜結(jié)構(gòu)的第二系列的位點。
19.如權(quán)利要求18的薄膜結(jié)構(gòu)，其中所述第四種材料為具有液晶分子有序性的非液晶。
20.如權(quán)利要求1的薄膜結(jié)構(gòu)，其中所述基質(zhì)進(jìn)一步含有多個以相隔關(guān)系沿薄膜平面分布的區(qū)域，所述多個區(qū)域中的至少兩個具有彼此獨立的光學(xué)性質(zhì)。
21.如權(quán)利要求20的薄膜結(jié)構(gòu)，其中所述多個區(qū)域中的每一個均被用來傳導(dǎo)在一個特征波長和極性內(nèi)的光。
22.一種有序光學(xué)薄膜結(jié)構(gòu)，其包含有一種基體；一種設(shè)置在所述基體上的材料；所述材料是一種非線性光學(xué)(NLO)材料，其具有液晶分子有序性。
23.如權(quán)利要求22的有序光學(xué)薄膜結(jié)構(gòu)，其中所述液晶分子有序性進(jìn)一步包括具有相轉(zhuǎn)變透射率的向列有序性。
24.如權(quán)利要求22的有序光學(xué)薄膜結(jié)構(gòu)，其中所述分子有序性進(jìn)一步包括分散在所述材料分子間的多個位點。
25.如權(quán)利要求24的有序光學(xué)薄膜結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步含有分散在所述多個位點中的第二種材料。
26.如權(quán)利要求25的有序光學(xué)薄膜結(jié)構(gòu)，其中所述第二種材料選自向列液晶、液晶、非液晶和它們的混合物。
27.一種有序光學(xué)薄膜結(jié)構(gòu)，以下列步驟制造(a)提供液晶、非液晶與非線性光學(xué)材料(NLO)，它們基本上彼此不反應(yīng)；(b)將液晶與非液晶和NLO材料組合，以形成一個混合物；(c)以該混合物制成一個薄膜，該薄膜具有該液晶所界定的分子有序性；(d)在薄膜上施加電磁場，以將薄膜的分子加以定向；(e)在實施所述施加步驟(d)時，固定該薄膜的分子有序性；(f)移除液晶和非液晶中的一種，以形成一個基質(zhì)，該基質(zhì)具有多個散布在其中的位點，和一種液晶分子有序性；和(g)在該多個位點中導(dǎo)入非線性光學(xué)(NLO)材料。
28.如權(quán)利要求27的薄膜結(jié)構(gòu)，其在所述導(dǎo)入步驟(g)中進(jìn)一步包括在薄膜上施加電磁場的步驟。
29.如權(quán)利要求27的薄膜結(jié)構(gòu)，其中所述移除步驟(f)包括移除非液晶的步驟，其中所述基質(zhì)含有液晶和液晶分子有序性。
30.如權(quán)利要求27的薄膜結(jié)構(gòu)，其中所述移除步驟(f)包括移除液晶的步驟，其中該多個位點具有一種液晶分子有序性。
31.如權(quán)利要求27的薄膜結(jié)構(gòu)，其中該NLO材料具有一液晶分子有序性。
32.如權(quán)利要求27的薄膜結(jié)構(gòu)，其被設(shè)置于一個基體上。
33.如權(quán)利要求32的薄膜結(jié)構(gòu)，其中所述基體包含一硅片。
34.如權(quán)利要求33的薄膜結(jié)構(gòu)，其中所述基體含有結(jié)合于其中的電子部件。
35.如權(quán)利要求34的薄膜結(jié)構(gòu)，其中所述電子部件包括電極。
36.如權(quán)利要求27的薄膜結(jié)構(gòu)，其被設(shè)置于一對基體之間。
37.如權(quán)利要求27的有序光學(xué)薄膜結(jié)構(gòu)，其包含一個光波導(dǎo)器。
38.如權(quán)利要求27的薄膜結(jié)構(gòu)，其包含一個與覆蓋層材料相鄰的核心，所述覆蓋層材料為光學(xué)各向同性，且具有低于該核心的折射率的折射率。
39.如權(quán)利要求38的薄膜結(jié)構(gòu)，其中所述核心的分子沿一個軸向延伸，所述核心具有沿著該軸向偏振的折射率ne，和與該軸向正交偏振的折射率no，所述覆蓋層材料具有折射率ni，其中ne＞ni＞no。
40.如權(quán)利要求39的薄膜結(jié)構(gòu)，其以石印術(shù)制造。
41.如權(quán)利要求40的薄膜結(jié)構(gòu)，其是經(jīng)由一個光掩膜暴露于UV下而形成。
42.如權(quán)利要求39的薄膜結(jié)構(gòu)，其是以直射激光光束記錄而形成。
43.如權(quán)利要求39的薄膜結(jié)構(gòu)，以下列步驟制造(h)實施所述步驟(a)至(g)，以形成所述核心；(i)加熱所述核心至超過其澄清溫度(j)在該核心的附近施加一種覆蓋層材料和(k)聚合該覆蓋層材料，以形成所述覆蓋層。
44.如權(quán)利要求27的薄膜結(jié)構(gòu)，其中施加電磁場，以對通過其中的光束實現(xiàn)相延遲。
45.如權(quán)利要求27的薄膜結(jié)構(gòu)，其含有光譜轉(zhuǎn)化器。
46.如權(quán)利要求45的薄膜結(jié)構(gòu)，其含有光諧波發(fā)生器，從其中所發(fā)出的光線的光譜頻率是入射光的諧波。
47.如權(quán)利要求27的薄膜結(jié)構(gòu)，其包含第二諧波發(fā)生器。
48.如權(quán)利要求27的薄膜結(jié)構(gòu)，其含有一個波長轉(zhuǎn)換器，在其中多種不同波長的入射光被轉(zhuǎn)換成另一種波長，該波長為所述多種不同波長的和或差。
49.如權(quán)利要求27的薄膜結(jié)構(gòu)，其包含有一個參量振蕩器，在其中頻率為f1的入射光轉(zhuǎn)換為具有頻率為f2和f3的輸出，其中f1＝f2+f3。
50.如權(quán)利要求27的薄膜結(jié)構(gòu)，其包含有光學(xué)整流器，其中所述入射光被轉(zhuǎn)換成電輸出。
全文摘要
提供了一種用于制備復(fù)合非線性光學(xué)(NLO)有機薄膜的方法，所述薄膜適合在NLO裝置應(yīng)用領(lǐng)域中使用。這些薄膜的高NLO性質(zhì)來自于在自排序的毫微結(jié)構(gòu)的液晶“主體”薄膜內(nèi)的“客體”NLO分子的矢量排列。場極化用于除去中心對稱?！翱腕w”濃度由于薄膜處理而增加，從而形成定向非線性毫微結(jié)構(gòu)以增加非線性?；谶@些薄膜的NLO裝置的成本低，且允許以壓縮裝置形式進(jìn)行快速轉(zhuǎn)換。
文檔編號H01S3/17GK1636164SQ01816180
公開日2005年7月6日 申請日期2001年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月24日
發(fā)明者方佈生, 許將軍 申請人:瑞威歐公司