[实用新型]一种多级波片

说明书

技术领域

本实用新型属于光学波片技术领域，具体涉及一种多级波片。

背景技术

     目前，光学波片按结构分有多级波片（multiple-order wave plate）、胶合零级波片或称复合波片（compound zero-order wave plate）及真零级波片（true zero-order）。其中真零级波片，延迟量的波长敏感度低，温度稳定性高，接受有效角度大，性能大大优于其他两种波片，但真零级波片往往非常薄，以石英为例，其在可见光部分双折射系数约为~0.0092，一个550nm为中心波长的真零级石英波片，其厚度只有15um，如此薄的波片在制造和使用上都会遇到不少困难。多级波片的厚度等于多个全波厚度加上所需延迟量的厚度，相对比较容易制造，但存在的缺点是其对波长、温度和入射角均很敏感，在很大程度上限制了多级波片的应用。胶合零级波片或称复合波片是将两个多级波片胶合在一起。通过将一个波片的快轴和另一个波片的慢轴对准以消除全波光程差，仅留下所需的光程差。胶合波片可以在一定程度上改善温度对波片的影响，但另一个结果是其增加了波片延迟量对入射角度及波长的敏感性。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种多级波片，可以多级波片降低对入射角度的敏感性，拓展多级波片的视场，提高多级波片在复杂条件下的应用潜力。

    本实用新型提出的多级波片包括：数量为偶数的液晶波片和在所述液晶波片之间填充的折射率匹配液或匹配胶；其中所述的液晶波片以相邻两两相互反向平行的方式贴合，相邻两液晶波片以垂直于通光面的方向为轴旋转180°后贴合。

    根据光学延迟量是否可调，所述的液晶波片可以采用固定液晶波片或可调液晶波片。固定液晶波片的结构包括中间的液晶层、透明隔垫和两侧依次对称设置的取向膜和透明基板。可调液晶波片结构包括中间的液晶层、透明隔垫和两侧依次对称设置的取向膜、透明导电膜和透明基板。

所述每片液晶波片的液晶层两侧的取向膜均采取摩擦方向反向平行的方式布置，液晶层中的液晶分子沿面排列。

本实用新型具有以下优点：

1）对光的入射角度不敏感，接收有效角度可达±20° ，接收有效角度大。因为两个液晶盒以预倾角相反的方式叠放，可以实现对不同角度入射的光进行自动光学延迟补偿，即光线经过这种结构时，第一个液晶盒里的离轴效应（离轴光线经过波片时，光学延迟量相对正入射有所变化，延迟变化量越大，波片的有效接收角就越小）基本被第二个液晶盒补偿过来了，这种自动补偿机制降低了液晶波片对光线离轴角的敏感性，因而可使其有效接收角度显著增大，参见图5。

2）波片的尺寸和外形不受限制，可根据需要将波片设计成任意形状。

3）波片的位相延迟量可通过电控方式精确控制。

本实用新型在光学检测、光纤通信、激光技术等领域具有广泛的应用前景。

附图说明

图1 为本实用新型的多级波片结构示意图；

图2 为本实用新型中的固定液晶波片的结构示意图；

图3 A和 图3 B为本实用新型中液晶波片的透明基板及其内表面取向膜的摩擦方向示意图；

图4 为本实用新型中的可调液晶波片的结构示意图；

图5是本实用新型的多级波片增大有效接收角度的原理图；

图6是测试光路图；

图7是透射光谱图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

图1显示的是本实用新型的一种多级波片的实施结构，其包括4片固定液晶波片（104，105，106，107），以及在相邻界面之间填充的折射率匹配液或匹配胶（101，102，103），其中第二和第四块固定液晶波片（105，107）相对第一和第三块固定液晶波片（104，106）以垂直于通光面（108，109）的方向为轴旋转了180°，即液晶波片是以相邻两两相互反向平行的方式贴合的。