專利名稱：一種基于聚合物分散液晶材料的可調(diào)諧窄帶通濾光片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種光學(xué)濾光片器件，具體涉及到利用聚合物分散液晶材料的電控折變特性的 一種可調(diào)諧窄帶濾光片，在光學(xué)儀器、光學(xué)探測(cè)、光學(xué)測(cè)量及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有應(yīng)用前景。
背景技術(shù)：
可調(diào)諧系統(tǒng)在許多光學(xué)系統(tǒng)中具有重要的作用，廣泛存在于光學(xué)儀器、光學(xué)探測(cè)、光信 息處理、光學(xué)測(cè)量及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。可調(diào)諧系統(tǒng)通常包括聲光調(diào)諧、電光調(diào)諧、機(jī)械調(diào)諧 三種濾光系統(tǒng)。機(jī)械調(diào)節(jié)方式是通過改變系統(tǒng)中器件的物理參數(shù)如厚度、夾角等，達(dá)到調(diào)諧 濾光系統(tǒng)光譜特性的目的，主要缺點(diǎn)是調(diào)諧響應(yīng)速度慢，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。聲光調(diào)節(jié)是利用各向異 性晶體在聲光互作用下的反常布拉格衍射效應(yīng)制成的可調(diào)諧系統(tǒng)，雖然具有結(jié)構(gòu)緊湊，調(diào)諧 響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，但是價(jià)格昂貴、裝配精度要求高、通光口徑小等不足。利用晶體的電光 效應(yīng)電光調(diào)節(jié)工作過程要求施加高電壓，限制了其應(yīng)用范圍。在先技術(shù)中，還存在一種濾光 系統(tǒng)，基于液晶電控雙折射的寬光譜窄帶可調(diào)濾光片(參見中國發(fā)明專利"基于液晶電控雙 折射的寬光譜窄帶可調(diào)濾光片"，專利申請(qǐng)?zhí)?00810059070.9)，此方法將液晶盒與偏振片 組合，在一光路中依次放置若干偏振片和液晶盒構(gòu)成可調(diào)濾光片，其中通過電控液晶雙折射 達(dá)到可調(diào)的目的，具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)點(diǎn)，但是仍然存在一些本質(zhì)不足，主要是所獲得的光譜的帶 寬較寬且有旁帶；制作時(shí)要保證偏振片與波片光軸成45。角，液晶盒與光軸平行，實(shí)施過程困 難。

發(fā)明內(nèi)容
為克服在先技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，具有高的峰值反射率和窄帶光譜， 通過調(diào)節(jié)外加電場(chǎng)改變聚合物分散液晶材料折射率來調(diào)諧波長的可調(diào)諧窄帶通濾光片。本發(fā) 明的可調(diào)諧窄帶通濾光片，是基于聚合物分散液晶材料和導(dǎo)模共振結(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)的一種全新的 可調(diào)諧窄帶通濾光片。
一種基于聚合物分散液晶材料的可調(diào)諧窄帶通濾光片，其特征在于利用聚合物分散液 晶PDLC材料電控折變特性和導(dǎo)模共振濾光片結(jié)構(gòu)相結(jié)合構(gòu)成可調(diào)諧窄帶通濾光片；
A.所述的導(dǎo)模共振濾光片結(jié)構(gòu)具體如下在基底層上向上依次有半導(dǎo)體透明導(dǎo)電膜ITO 層和光柵層，在光柵層上涂一層PDLC預(yù)聚材料，固化得到PDLC層，在PDLC層上鍍一層IT0層，得到可調(diào)諧導(dǎo)模共振濾光片；
B. 利用PDLC層上下形成的透明導(dǎo)電膜氧化銦錫(ITO)層，對(duì)其施加電壓以驅(qū)動(dòng)聚合物 分散液晶PDLC材料；
C. 所述的導(dǎo)模共振濾光片結(jié)構(gòu)中ITO層不僅作為對(duì)PDLC施加電場(chǎng)的電極層，而且還作 為導(dǎo)模共振濾光片的波導(dǎo)層；
D. 所述的導(dǎo)模共振濾光片結(jié)構(gòu)中的聚合物分散液晶PDLC材料的折射率被用來調(diào)諧波長；
E. 所述的聚合物分散液晶PDLC材料的折射率是由外加電壓來調(diào)諧。
所述的導(dǎo)模共振濾光片結(jié)構(gòu)中的光柵層設(shè)置有高折射率區(qū)和低折射率區(qū)，高、低折 射率材料分別為光刻膠和PDLC。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是利用聚合物分散液晶材料的電控折變特 性和導(dǎo)模共振濾光片相結(jié)合制成的一種可調(diào)諧窄帶濾光片，結(jié)構(gòu)簡單，具有高的峰值反射率 和窄帶光譜，快速調(diào)諧波長，在光學(xué)儀器、光學(xué)探測(cè)、光學(xué)測(cè)量及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有應(yīng)用前 景。


圖1是基于聚合物分散液晶材料的可調(diào)諧窄帶通濾光片結(jié)構(gòu)示意圖2是為發(fā)明的空氣中0。入射角，TE偏振入射，不同電壓時(shí)對(duì)應(yīng)不同PDLC折射率時(shí)的
可調(diào)諧濾光片的反射光譜特性曲線。
1、基底層，2、 IT0膜層，3、光柵高折射率的光刻膠，4、光柵低折射的PDLC， 5、 PDLC
膜層，6、 IT0膜層。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明加以詳細(xì)說明，以下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的解釋，是本發(fā) 明的比較好的應(yīng)用形式，而本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。
一種基于聚合物分散液晶材料的可調(diào)諧窄帶通濾光片，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。它包 括基底層l，入射媒質(zhì)7為空氣；具體參數(shù)是光柵周期460 nm，占空比0.5，光柵槽深270 nm，光柵高低折射率材料分別是光刻膠和PDLC，對(duì)應(yīng)折射率分別為1. 7和1. 511/1. 586 (PDLC 折射率隨電壓不同而改變)，ITO不僅作為電極層而且作為波導(dǎo)層，折射率為2.0。具體步驟 如下
41. 用電子蒸發(fā)法在基底層1上鍍上一層厚度為160 nm的IT0層2。
2. 用旋涂法在IT0層2上鍍上一層厚度為270 nm的光刻膠3并烘干。
3. 在IT0層2上用光刻技術(shù)制作高低折射率材料為光刻膠和PDLC材料的光柵。
4. 在光柵層上旋涂一層PDLC預(yù)聚材料，PDLC預(yù)聚材料在氬離子激光器照射下很快可以 固化得到PDLC層5，厚度為325 nm。
5. 在PDLC層5上鍍上一層IT0層6，厚度為160 nm。 這樣得到如圖1所示的可調(diào)諧導(dǎo)模共振濾光片。
通過透明電極ITO層對(duì)可調(diào)諧導(dǎo)模共振濾光片結(jié)構(gòu)中的PDLC施加不同的電壓，可以改變 PDLC的折射率，從而改變?yōu)V光片的波長達(dá)到可調(diào)諧濾光片的功能。圖2是為發(fā)明的空氣中0。 入射角，TE偏振入射，不同電壓時(shí)對(duì)應(yīng)不同PDLC折射率時(shí)的可調(diào)諧濾光片的反射光譜特性曲 線。本發(fā)明成功實(shí)現(xiàn)了一種基于聚合物分散液晶材料特性的可調(diào)諧窄帶通濾光片。
權(quán)利要求
1、一種基于聚合物分散液晶材料的可調(diào)諧窄帶通濾光片，其特征在于利用聚合物分散液晶材料電控折變特性和導(dǎo)模共振濾光片結(jié)構(gòu)相結(jié)合構(gòu)成可調(diào)諧窄帶通濾光片；A.所述的導(dǎo)模共振濾光片結(jié)構(gòu)具體如下在基底層上向上依次有半導(dǎo)體透明導(dǎo)電膜ITO層和光柵層，在光柵層上涂一層PDLC預(yù)聚材料，固化得到PDLC層，在PDLC層上鍍一層ITO層，得到可調(diào)諧導(dǎo)模共振濾光片；B.利用PDLC層上下形成的透明導(dǎo)電膜氧化銦錫ITO層，對(duì)其施加電壓以驅(qū)動(dòng)聚合物分散液晶PDLC材料；C.所述的導(dǎo)模共振濾光片結(jié)構(gòu)中ITO層不僅作為對(duì)PDLC施加電場(chǎng)的電極層，而且還作為導(dǎo)模共振濾光片的波導(dǎo)層；D.所述的導(dǎo)模共振濾光片結(jié)構(gòu)中的聚合物分散液晶PDLC材料的折射率被用來調(diào)諧波長；E.所述的聚合物分散液晶PDLC材料的折射率是由外加電壓來調(diào)諧。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種基于聚合物分散液晶材料的可調(diào)諧窄帶通濾光片，其特征 在于所述的導(dǎo)模共振濾光片結(jié)構(gòu)中的光柵層設(shè)置有高折射率區(qū)和低折射率區(qū)，高、低 折射率材料分別為光刻膠和PDLC。
全文摘要
一種基于聚合物分散液晶材料的可調(diào)諧窄帶通濾光片，利用聚合物分散液晶材料電控折變特性和導(dǎo)模共振濾光片相結(jié)合構(gòu)成可調(diào)諧窄帶通濾光片；導(dǎo)模共振濾光片是在基底層向上依次有半導(dǎo)體透明導(dǎo)電膜ITO層和光柵層，在光柵層上涂一層PDLC預(yù)聚材料，固化得到PDLC層，在PDLC層上鍍一層ITO層，得到可調(diào)諧導(dǎo)模共振濾光片；利用PDLC層上下形成的透明導(dǎo)電膜氧化銦錫ITO層，對(duì)其施加電壓以驅(qū)動(dòng)聚合物分散液晶PDLC材料；ITO層不僅作為對(duì)PDLC施加電場(chǎng)的電極層，還作為導(dǎo)模共振濾光片的波導(dǎo)層；聚合物分散液晶PDLC材料的折射率被用來調(diào)諧波長；采用外加電壓調(diào)諧。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，具有高的峰值反射率和窄帶光譜。
文檔編號(hào)G02F1/133GK101661181SQ20091019538
公開日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月9日
發(fā)明者倪爭技, 莊松林, 張大偉, 琦 王, 鐘陽萬, 高秀敏, 黃元申 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)