基於數字微鏡器件的液晶光學裝置的製作方法

2023-06-17 04:17:26 1

專利名稱：基於數字微鏡器件的液晶光學裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種基於數字微鏡器件的液晶光學裝置。
背景技術：
液晶的光調控特性，是不同於電光調製的一種新型調控研究，它可以製作光開關， 光存儲器件，全息存儲器件等。對於液晶的光調控性能的研究，需要將一定圖案的強光作用 於液晶上，以研究強光作用下液晶的光學性能(主要是折射率調製)，通常採用的圖案是最 簡單的雙光束幹涉的條紋圖案，其他圖案的加載存在困難，所以很少被採用。

發明內容
針對現有技術的缺點，本發明的目的是提供一種調製精度高的基於數字微鏡器件 的液晶光學裝置。
為實現上述目的，本發明的技術方案為一種基於數字微鏡器件的液晶光學裝置，
其包括用於形成平行光的光源系統、接收平行光並產生多束衍射光的數字微鏡器件、用於
控制數字微鏡器件的計算機控制系統、將多束衍射光會聚並使其相干疊加形成調製圖案的
成像系統、接收調製圖案的液晶層及用於給液晶層施加驅動電壓的液晶控制系統。 該成像系統包括凸透鏡及非球面鏡，多束衍射光經過凸透鏡聚焦在後焦面上形成
點陣，又經過非球面鏡在像平面上複合成像，形成調製圖案。 凸透鏡的焦距較非球面鏡的焦距大，非球面鏡數值孔徑比凸透鏡數值孔徑大。
該凸透鏡為低通濾波器。 該計算機控制系統預設的圏形經I/0接口以二進位數字形式輸入到設於數字微 鏡器件上的靜態隨機存儲器，用於控制設於數字微鏡器件上鏡片的翻轉，實現預定衍射光 輸出。 該光源系統包括物鏡、小針孔及消色差透鏡，半導體雷射依次經過物鏡、小針孔以 及消色差透鏡後成為上述平行光。 該裝置還包括射向液晶層入射面的探測雷射源及用於探測液晶層出射面出射激
光衍射圖案的衍射探測系統，該衍射探測系統根據衍射圖案結果反饋信號回液晶控制系統
或計算機控制系統。 該探測雷射源為氦氖雷射源。 與現有技術相比，本發明具有如下優勢 採用數字微鏡器件本身高達1024*768的解析度和小至14um的像素，再進行進一 步縮小和調控，可以得到空間1024*768解析度像素小至4um內的任意圖案。對液晶加載強 光圖案將不被局限在幹涉條紋，並且是任意實時可調。 本發明基於數字微鏡器件控制液晶顯示，數字微鏡器件可以實時、便捷的顯示與 計算機控制系統所預設相同的圖案，最終經成像系統縮小成像形成調製圖案，能夠精確地、 快速地對液晶層進行調製。


圖1為本發明的結構示意圖。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發明進行詳細的描述。 如圖1所示，一種基於數字微鏡器件的液晶光學裝置，其包括用於形成平行光的 光源系統、接收平行光並產生多束衍射光的數字微鏡器件、用於控制數字微鏡器件的計算 機控制系統、將多束衍射光會聚並使其相干疊加形成調製圖案的成像系統、接收調製圖案 的液晶層及用於給液晶層施加驅動電壓的液晶控制系統。 該光源系統發出平行光，平行光經過數字微鏡器件處理後形成多束衍射光，多束
衍射光通過成像系統會聚並相干疊加形成調製圖案，調製圖案作用在液晶層上，並通過液
晶控制系統對液晶層施加驅動電壓，實現液晶的調製，從而實現液晶圖像顯示。 該成像系統包括凸透鏡Ll及非球面鏡L2，多束衍射光經過凸透鏡Ll聚焦在後焦
面上形成點陣，又經過非球面鏡L2在像平面上複合成像，形成調製圖案。 凸透鏡Ll的焦距較非球面鏡L2的焦距大，非球面鏡L2數值孔徑比凸透鏡Ll數
值孔徑大。該凸透鏡Ll為低通濾波器。 該計算機控制系統預設的圏形經I/0接口以二進位數字形式輸入到設於數字微
鏡器件上的靜態隨機存儲器，用於控制設於數字微鏡器件上鏡片的翻轉，實現預定衍射光
輸出。數字微鏡器件可以實時、便捷的顯示與計算機控制系統所預設相同的圖案，最終經成
像系統縮小成像形成調製圖案，能夠精確地、快速地對液晶層進行調製。 該光源系統包括物鏡、小針孔及消色差透鏡，半導體雷射依次經過物鏡、小針孔以
及消色差透鏡後成為上述平行光。 為了檢測液晶層圖像顯示的精確性，該裝置還包括射向液晶層入射面的探測雷射
源及用於探測液晶層出射面出射雷射衍射圖案的衍射探測系統，該衍射探測系統根據衍射
圖案結果反饋信號回液晶控制系統或計算機控制系統。如果發現衍射圖案不符合預定結
果，該衍射探測系統反饋信號至液晶控制系統或計算機控制系統，計算機可以自行計算並
重新生成新的圖案，或者液晶控制系統對液晶層進行調製。 本實施例中，該探測雷射源為氦氖雷射源。
權利要求
一種基於數字微鏡器件的液晶光學裝置，其特徵在於，包括用於形成平行光的光源系統、接收平行光並產生多束衍射光的數字微鏡器件、用於控制數字微鏡器件的計算機控制系統、將多束衍射光會聚並使其相干疊加形成調製圖案的成像系統、接收調製圖案的液晶層及用於給液晶層施加驅動電壓的液晶控制系統。
2. 根據權利要求1所述的基於數字微鏡器件的液晶光學裝置，其特徵在於，該成像系 統包括凸透鏡(Ll)及非球面鏡(L2)，多束衍射光經過凸透鏡(Ll)聚焦在後焦面上形成點 陣，又經過非球面鏡(L2)在像平面上複合成像，形成調製圖案。
3. 根據權利要求2所述的基於數字微鏡器件的液晶光學裝置，其特徵在於，凸透鏡 (Ll)的焦距較非球面鏡(L2)的焦距大，非球面鏡(L2)數值孔徑比凸透鏡(Ll)數值孔徑 大。
4. 根據權利要求2所述的基於數字微鏡器件的液晶光學裝置，其特徵在於，該凸透鏡 (Ll)為低通濾波器。
5. 根據權利要求1所述的基於數字微鏡器件的液晶光學裝置，其特徵在於，該計算機控制系統預設的圖形經i/o接口以二進位數字形式輸入到設於數字微鏡器件上的靜態隨機存儲器，用於控制設於數字微鏡器件上鏡片的翻轉，實現預定衍射光輸出。
6. 根據權利要求1所述的基於數字微鏡器件的液晶光學裝置，其特徵在於，該光源系 統包括物鏡、小針孔及消色差透鏡，半導體雷射依次經過物鏡、小針孔以及消色差透鏡後成 為上述平行光。
7. 根據權利要求1至6任一項所述的基於數字微鏡器件的液晶光學裝置，其特徵在於， 該裝置還包括射向液晶層入射面的探測雷射源及用於探測液晶層出射面出射的衍射圖案 的衍射探測系統，該衍射探測系統根據衍射圖案結果反饋信號回液晶控制系統或計算機控 制系統。
8. 根據權利要求7所述的基於數字微鏡器件的液晶光學裝置，其特徵在於，該探測激 光源為氦氖雷射源。
全文摘要
本發明公開了一種基於數字微鏡器件的液晶光學裝置，包括用於形成平行光的光源系統、接收平行光並產生多束衍射光的數字微鏡器件、用於控制數字微鏡器件的計算機控制系統、將多束衍射光會聚並使其相干疊加形成調製圖案的成像系統、接收調製圖案的液晶層及用於給液晶層施加驅動電壓的液晶控制系統。本發明能夠精確地、快速地對液晶層進行調製。
文檔編號G02B26/08GK101697042SQ20091019330
公開日2010年4月21日 申請日期2009年10月26日 優先權日2009年10月26日
發明者劉憶琨, 周建英, 謝向生, 陸錦洪, 項穎 申請人:中山大學;