[发明专利]一种基于双层向列相液晶的光开关

权利要求书

1.一种基于双层向列相液晶的光开关，其特征在于，该液晶光开关在外加电场驱动下，对入射光信号实现导通和切断的快速切换；所述的双层向列相液晶光开关是基于向列相液晶的电控折射率效应实现的，其响应时间在2毫秒以内，且随驱动电压幅值的增加而下降；所述的向列相液晶光开关，起偏器与检偏器的透偏方向互相垂直，向列相液晶PA1的指向矢与起偏器透偏方向呈45°角放置，相液晶PA2指向矢与起偏器透偏方向呈-45°角放置。

2.如权利要求1所述向列相液晶光开关，其特征在于，向列相液晶PA1和PA2的指向矢与起偏器透偏方向均呈45°角，该液晶光开关使用的向列相液晶在外加电场下，分子的指向矢发生偏转，沿电场方向排列，此时，入射光经液晶分子后偏振态不变。未加电场时，所有分子指向矢平行于基板排列，并与起偏器透偏方向呈45°角，入射光透过液晶分子后，偏振态改变。通过合理的结构设计和电压驱动匹配，使得两向列相液晶片的相位延迟互补，实现该光开关下降时间的缩短。

3.如权利要求1所述双层相列相液晶光开关，其特征在于，PA1和PA2都不加驱动电压时，入射光通过PA1液晶偏振态发生变化，再通过PA2液晶偏振态再一次发生变化，经PA1和PA2后相当于入射光偏振态没有发生变化，与检偏器透偏方向垂直，是为暗态。

4.如权利要求1所述双层相列相液晶光开关，其特征在于，若给PA1液晶加驱动电压V_PA1，PA2液晶不加驱动电压，此时入射光经过PA1液晶层后偏振态不变，再经PA2液晶层后偏振态发生变化，与检偏器透偏方向平行，是为亮态。

5.如权利要求1所述，给PA1和PA2同时施加驱动电压V_PA1和V_PA2，入射光经PA1偏振态不变，再经PA2偏振态仍不变，与检偏器透射方向垂直，是为暗态。

6.如权利要求1所述双层相列相液晶光开关，其特征在于，该光开关选用完全相同的两片平行取向向列相进行相位互补，其响应时间可通过适当选择液晶的层间隙、增加驱动电压幅值而进一步减小。