[发明专利]液晶光栅及其控制方法

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及晶体光学技术领域，尤其涉及一种液晶光栅及其控制方法。

背景技术

光栅是由大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学器件。它不仅用于光谱学，还广泛应用于计量、光通信、信息处理、显示等方面。通常，光栅是在不透明的障板上刻出一系列等宽等间距的平行狭缝而制成，狭缝为透光部分，两个狭缝之间的部分为不透光部分。如图1所示，透光狭缝的宽度为a，两个狭缝之间的不透光部分的宽度为b，光栅常数d＝a+b。当光入射到透射光栅上时，由于光栅的狭缝的衍射和干涉的作用，形成明暗相间的衍射条纹。

发明内容

本发明实施例提供了一种液晶光栅及其控制方法，该液晶光栅的光栅常数为纳米数量级，能够实现光的干涉和衍射。

根据本发明的第一方面，提供一种液晶光栅，包括：

相对设置的第一偏振器和第二偏振器；

设置在所述第一偏振器和所述第二偏振器之间的液晶层；

设置在所述第一偏振器的靠近所述液晶层的一侧的多个第一电极；以及

设置在所述第二偏振器的靠近所述液晶层的一侧的第二电极，

其中，每个第一电极的宽度被设定在纳米数量级。

在一个示例中，所述液晶光栅还包括控制单元，所述控制单元被配置为控制施加到所述第一电极和所述第二电极的电压信号，以使所述液晶层中的液晶分子偏转，以形成彼此交替布置多个透光区和非透光区。

在一个示例中，所述控制单元还被配置为通过对所述第一电极的电压信号的控制来改变对应于所述透光区和所述非透光区的第一电极的数量，以改变所述透光区和所述非透光区的宽度。

在一个示例中，所述第一电极为条状电极，所述第二电极为面电极。

在一个示例中，所述第一电极的宽度范围为5纳米至50纳米。

在一个示例中，每个所述透光区和每个所述非透光区对应于3-20个第一电极。

在一个示例中，所述液晶层为TN型液晶层。

在一个示例中，所述液晶光栅还包括设置在所述第一偏振器和所述第一电极之间的第一基板，和设置在所述第二偏振器和所述第二电极之间的第二基板。

在一个示例中，所述液晶光栅还包括分别设置在所述第一电极的面向所述液晶层一侧的第一取向膜，和设置在所述第二电极的面向所述液晶层的第二取向膜。

根据本发明的第二方面，提供一种液晶光栅的控制方法，用于本文描述的实施例提供的液晶光栅，所述方法包括：控制施加到所述第一电极和所述第二电极电压信号，以使所述液晶层中的液晶分子偏转，以形成彼此交替布置的多个透光区和非透光区。

在一个示例中，所述方法还包括：通过控制施加到所述第一电极的电压信号来改变对应于所述透光区和所述非透光区的第一电极的数量，以改变所述透光区和所述非透光区的宽度。

在一个示例中，所述第一电极的宽度范围为5纳米至50纳米。

在一个示例中，每个所述透光区和每个所述非透光区对应于3-20个第一电极。

在本发明的实施例中，基于第一电极和第二电极的电压控制液晶分子 的取向，以形成具有交替布置的透光区和非透光区的液晶光栅，形成的液晶光栅的光栅常数处于纳米数量级，可以实现波动光学中的光学现象，如光的干涉和衍射。此外，通过改变对应于透光区和非透光区的第一电极的数量，可以方便地改变光栅常数，以适应不同波长的光。

适应性的进一步的方面和范围从本文中提供的描述变得明显。应当理解，本申请的各个方面可以单独或者与一个或多个其他方面组合实施。还应当理解，本文中的描述和特定实施例旨在仅说明的目的并不旨在限制本申请的范围。

附图说明

本文中描述的附图用于仅对所选择的实施例的说明的目的，并不是所有可能的实施方式，并且不旨在限制本申请的范围，其中：

图1示例性示出现有技术中狭缝光栅的示意图；

图2示例性示出本发明的一个实施例提供的液晶光栅的结构图；

图3示例性示出本发明一个具体实施例提供的液晶光栅的示意图；

图4示出本发明实施例提供的液晶光栅的形成原理的示意图；

图5示出本发明实施例提供的液晶光栅产生光程差的示意图；

图6为本发明实施例提供的用于液晶光栅的驱动方法的示意性流程图。

贯穿这些附图的各个视图，相应的参考编号指示相应的部件或特征。

具体实施方式

现将参照附图更全面地描述示例性的实施例。