[发明专利]一种液晶红外偏振光栅及其制备方法

权利要求书

1.一种基于光控取向的液晶红外偏振光栅，其特征在于，包括：红外基板、光控取向层、液晶层；

所述红外基板，具有稳定的化学性质、较高红外透过率与物理硬度特性；

所述光控取向层，具有在红外波段无明显吸收峰且具备较高透过率特性，由光敏偶氮染料SD-1溶于溶剂后经旋涂烘烤制成纳米量级膜层；

所述液晶层，具有在红外波段具有较高透过率特性，液晶分子主轴沿x方向呈正弦变化，液晶层厚度与红外工作波段相匹配，在较宽光谱范围内具有高衍射效率；

首先将光敏偶氮染料SD-1溶于溶剂中，然后将溶液旋涂在清洁的红外基板上，该过程产生厚度约在纳米量级的SD-1膜层；

将涂覆有SD-1的基板放入曝光光路进行取向，保持光路稳定及无杂散光影响；

在曝光后的红外基板上，旋涂液晶材料,该过程产生不同厚度的液晶膜层；

通过实验探究得到不同旋涂转速对应的液晶层厚度，通过累加液晶层层数的方式来得到不同厚度的液晶偏振光栅，以匹配不同红外波段达到最佳的红外衍射效率。

2.如权利要求1所述的一种液晶红外偏振光栅，其特征在于：可通过调节不同液晶层厚度来匹配不同红外波段，实现在红外波段较宽光谱范围内极高效率的衍射效果，为达到最佳衍射效率，液晶层不同厚度匹配不同红外波段中心波长。

3.如权利要求1所述的一种液晶红外偏振光栅，其特征在于：靠近光控取向液晶基板的液晶分子沿基板平面周期性排布，主轴每转过180°称为一个周期结构，液晶的光轴在一个周期内连续变化，液晶层在光控取向层作用下，形成液晶分子主轴沿x方向呈正弦变化结构。

4.根据权利要求1所述的一种液晶红外偏振光栅，其特征在于，选取物理硬度高、化学性质稳定，红外波段透过率高的光控取向基板，包括：

性能优良的光控取向基板是制备得到高效率红外偏振光栅的基础，应同时满足较高的物理硬度以保证红外偏振光栅结构的稳固、稳定的化学性质以保证基板不与光控取向膜层发生反应影响光控取向效果、高红外波段透过率以保证整体红外偏振光栅器件在红外波段拥有较高透过率。

5.根据权利要求1所述的一种液晶红外偏振光栅，其特征在于，对所述光控取向膜进行基于双折射棱镜的光控取向曝光，以形成液晶分子指向矢方向呈周期性分布的结构，包括：

采用基于双折射棱镜的光控取向曝光光路，光路由激光器、偏振片、1/4波片、双折射棱镜组成，具有结构简单、曝光时间短、易于搭建调整、光栅周期大小可调节等优点。