[发明专利]液晶相位板、制备方法和艾里涡旋矢量光产生测试系统

权利要求书

1.一种液晶相位板，包括相对设置的第一基板和第二基板，以及位于所述第一基板和第二基板之间的液晶层；其中，所述第一基板与所述第二基板之间设置有间隔粒子，以支撑所述液晶层；

其特征在于：

所述第一基板和第二基板近邻所述液晶层的一侧设置有光控取向膜，所述光控取向膜具有分子指向矢方向呈周期性渐变分布的立方螺旋相位控制图形，所述立方螺旋相位控制图形每个周期的宽度从所述控制图形的中心区域向两边逐渐递减，所述光控取向膜的控制图形控制所述液晶层中的液晶分子指向矢在每个周期呈0°-180°渐变分布，以使照射在所述液晶相位板的入射光转换为艾里涡旋矢量光。

2.根据权利要求1所述的液晶相位板，其特征在于：

当入射光为左旋圆偏振时，经所述液晶相位板转换为一支右旋圆偏振的艾里涡旋光束；

当入射光为右旋圆偏振时，经所述液晶相位板转换为一支左旋圆偏振的艾里涡旋光束；

当入射光为线偏振时，入射光经所述液晶相位板转换为两支艾里涡旋矢量光束；两支艾里涡旋矢量光束分别为右旋圆偏振态和左旋圆偏振态，且两支艾里涡旋矢量光束的光强强弱相同。

3.根据权利要求1所述的液晶相位板，其特征在于，所述立方螺旋相位控制的图形为中心包含一个螺旋相位结构的立方相位图形。

4.一种艾里涡旋矢量光产生测试系统，其特征在于，包括：

权利要求1-3任一所述的液晶相位板；

位于所述液晶相位板入光侧的光源，以产生入射光；

位于所述液晶相位板出光侧的透镜和成像装置；

其中所述光源、液晶相位板、透镜以及成像装置的光轴位于同一直线上。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括：

位于所述光源和所述液晶相位板之间的第一偏振片和波片，所述光源、第一偏振片、波片、液晶相位板、透镜以及成像装置的光轴位于同一直线上；通过调节所述波片的快轴方向与所述第一偏振片的起偏方向的夹角，控制所述入射光的偏振状态。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，

所述波片为四分之一波片，所述透镜为球面透镜，调节所述入射光为圆偏振时，所述入射光经所述液晶相位板转换为一支艾里涡旋光束；

所述波片为四分之一波片，所述透镜为柱透镜，调节所述入射光为圆偏振时，所述柱透镜对所述液晶相位板产生的单支艾里涡旋光进行像散变换；

所述波片为四分之一波片，所述透镜为球面透镜，调节所述入射光为线偏振时，所述入射光经所述液晶相位板转换为圆偏振态相互正交的两支艾里涡旋矢量光束，且涡旋光场部分拓扑荷大小相反。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括位于所述透镜和成像装置之间的第二偏振片，所述波片为半波片，所述透镜为球面透镜；

所述光源、第一偏振片、波片、液晶相位板、透镜、第二偏振片以及成像装置的光轴位于同一直线上；通过调节所述波片的快轴方向与第一偏振片的起偏方向的夹角，改变入射线偏振光的偏振方向至水平或竖直状态；调节第二偏振片的检偏方向与水平方向分别成0°、45°、90°、135°，以验证出射光的矢量光场成分，测试艾里涡旋矢量光的空间偏振分布。

8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括：

位于所述光源与所述液晶相位板入光侧之间的第一分束棱镜；

位于所述透镜与所述成像装置之间的第二分束棱镜；

第一反射镜和第二反射镜；

其中，所述第一反射镜所在平面以及所述第二反射镜所在平面分别与所述入射光的传播方向成+45°和-45°夹角；所述光源、第一分束棱镜、液晶相位板、透镜、第二分束棱镜以及成像装置的光轴位于同一直线上；所述透镜为球面透镜。