一種液晶裝置、制備方法和成像偏振探測系統制造方法及圖紙

本發明專利技術實施例公開了一種液晶裝置、制備方法和成像偏振探測系統。該液晶裝置包括：基板、設置于所述基板一側的取向膜以及設置于所述取向膜遠離所述基板一側的液晶層；所述取向膜具有分子指向矢分布呈設定分布的控制圖形，以使所述液晶層中的液晶分子自組裝形成設定的液晶焦錐疇陣列；所述液晶焦錐疇陣列包含多個具有旋轉對稱性破缺的液晶焦錐疇單元。本發明專利技術實施例提供了一種液晶裝置、制備方法和成像偏振探測系統，以實現在對目標探測物成像的同時能夠準確獲取目標探測物的偏振特性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術實施例涉及目標探測技術，尤其涉及一種液晶裝置、制備方法和成像偏振探測系統。
技術介紹
人眼可以感知光的振幅和波長信息，但對光的偏振卻毫不敏感，而偏振作為光的一個重要信息，其探測技術在科學技術及工業等各個領域中都有著廣泛的應用。例如，探測隱藏或偽裝的目標；海面目標的探測和識別；在煙霧氣候環境下的導航；醫學診斷，如癌癥和燒傷診斷；星載或機載遙感；檢測材料的物理特性以及與其他技術的結合等。目前的偏振探測系統中一般都有由人力或者電機控制的偏振片、波片甚至濾光片轉動裝置，通過光強傳感器探測光強的變化，從而獲取偏振信息。該方法雖然結構較簡單，但是不能實時獲取景物光波的偏振圖像，載荷整體質量過重，并且非靜態檢測系統具有一定的局限性，如轉動裝置的存在會造成光束漂移，增加測量的不確定性。而凝視的偏振成像技術由多參測器、偏振片和探測器集成，該技術方案的特點是在光路中沒有旋轉的光學元件，能實時的獲取景物光波的偏振圖像，但必須使用多個探測器或偏振片，偏振片和探測器陣列集成的難度非常大。現有技術還有引入沃拉斯頓棱鏡進行不同偏振態的分光，這種方式光學系統的能力損失小，但由于沃拉斯頓棱鏡的入射角限制較為嚴格，導致視場較小。偏振特性作為目標探測物的重要特征之一，能夠提供探測目標更多的信息。傳統的探測系統沒有考慮目標探測物的偏振特性，而現有的偏振探測系統仍存在著最終性能、實現技術難度和價格等方面的問題。如何能將實時光強成像與偏振成像探測集成到一個結構簡單、性能高效的元件中還需要進一步的研究。
技術實現思路
本專利技術實施例提供一種液晶裝置、制備方法和成像偏振探測系統，以實現在對目標探測物成像的同時能夠準確獲取目標探測物的偏振特性。第一方面，本專利技術實施例提供了一種液晶裝置，包括：基板、設置于所述基板一側的取向膜以及設置于所述取向膜遠離所述基板一側的液晶層；所述取向膜具有分子指向矢分布呈設定分布的控制圖形，以使所述液晶層中的液晶分子自組裝形成設定的液晶焦錐疇陣列；所述液晶焦錐疇陣列包含多個具有旋轉對稱性破缺的液晶焦錐疇單元。可選地，所述取向膜具有分子指向矢環繞中心奇點呈漸變分布的控制圖形，以使所述液晶層中的液晶分子自組裝形成徑向分布的液晶焦錐疇陣列。可選地，所述取向膜具有分子指向矢分布呈正交取向的棋盤格控制圖形，以使所述液晶層中的液晶分子自組裝形成液晶焦錐疇四方陣列。其中，所述液晶焦錐疇陣列的材料為近晶相液晶材料。可選地，所述近晶相液晶材料為4'-正辛基-4-氰基聯苯。可選地，所述取向膜為光控取向膜，所述光控取向膜的材料為偶氮材料。第二方面，本專利技術實施例還提供了一種液晶裝置的制備方法，包括：在所述基板的一側形成取向膜；對所述取向膜進行取向處理，以形成分子指向矢分布呈設定分布的控制圖形；在所述取向膜遠離基板一側形成所述液晶層，所述取向膜的控制圖形控制所述液晶層中的液晶分子自組裝形成旋轉對稱性破缺的液晶焦錐疇陣列。其中，所述在所述基板的一側形成取向膜，包括：將取向材料旋涂在所述基板的一側，并將旋涂有取向材料的基板作退火處理。可選地，所述對所述取向膜進行取向處理以形成分子指向矢分布呈設定分布的控制圖形，包括：采用光控取向系統，選擇對應的曝光圖形，以及對應的誘導光偏振方向，對所述光控取向膜進行多步曝光。可選地，所述光控取向系統還有掩模曝光、偏振掩模曝光、激光直寫。可選地，所述選擇對應的曝光圖形，以及對應的誘導光偏振方向，對所述光控取向膜進行多步曝光，包括：設置相鄰步驟曝光圖形的曝光區域部分重疊，所述誘導光偏振方向隨曝光次序單調增加或單調減小，以形成分子指向矢漸變分布的控制圖形。可選地，所述選擇對應的曝光圖形，以及對應的誘導光偏振方向，對所述光控取向膜進行多步曝光，包括：設置第一次為無掩模曝光，誘導光的偏振方向為45°，對光控取向膜進行均勻取向；設置第二次為掩模曝光，誘導光的偏振方向為－45°，掩模圖案為棋盤格圖案，對所述取向膜進行圖案化取向，以使所述取向膜中分子指向矢分布呈正交取向的棋盤格控制圖形。第三方面，本專利技術實施例還提供了一種成像偏振探測系統，包括：權利要求1-5任一所述液晶裝置、圖像采集裝置和數據處理裝置；所述液晶裝置和所述圖像采集裝置的光軸位于同一直線上；所述液晶裝置用于對目標探測物發出的偏振光進行調制；所述圖像采集裝置設置在與目標探測物相對的一側，用于采集調制后的目標探測物發出的光束；所述數據處理裝置，用于接收并處理所述圖像采集裝置得到的圖像數據，以獲取目標探測物的偏振特性。本專利技術實施例提供了一種液晶裝置，包括具有由多個旋轉對稱性破缺的液晶焦錐疇單元組成的液晶焦錐疇陣列，該液晶焦錐疇陣列具有偏振敏感特性且能夠實現在對目標探測物成像的同時準確獲取目標探測物的偏振特性并進行有效識別，本專利技術實施例提供的液晶裝置可根據需要加入到特定的光路中，方便靈活，同時具有結構簡單，視場大，體積小，不需要任何轉動裝置，極大地增強了偏振探測的系統穩定性及測量的準確性。附圖說明圖1為本專利技術實施例一提供的一種液晶裝置的結構示意圖；圖2為在設定圓周上鄰近基板的液晶分子排布的俯視圖；圖3a為一種徑向分布液晶焦錐疇陣列的結構示意圖；圖3b為一種液晶焦錐疇單元的層狀結構示意圖；圖4a為一種取向膜分子指向矢分布呈正交取向的棋盤格控制圖形示意圖；圖4b為一種液晶焦錐疇四方陣列的結構示意圖；圖4c為另一種液晶焦錐疇單元的層狀結構示意圖；圖5為本專利技術實施例三提供的一種液晶裝置的制備方法的結構示意圖；圖6為本專利技術實施例三提供的光控取向系統中使用的棋盤格掩膜圖案；圖7為本專利技術實施例四提供的一種成像偏振探測系統的結構示意圖；圖8a為本專利技術實施例四提供的另一種成像偏振探測系統的結構示意圖；圖8b為一種成像偏振探測系統成像結果的示意圖；圖9為另一種成像偏振探測系統成像結果的示意圖；圖10為一種成像偏振探測系統對相干光衍射結果的示意圖；圖11a為衍射斑中的左-右一級衍射光斑的衍射效率與入射光偏振方向之間的函數關系；圖11b為衍射斑中的左上-右下一級衍射光斑的衍射效率與入射光偏振方向之間的函數關系；圖11c為衍射斑中的上-下一級衍射光斑的衍射效率與入射光偏振方向之間的函數關系；圖11d為衍射斑中的左下-右上一級衍射光斑的衍射效率與入射光偏振方向之間的函數關系。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本專利技術，而非對本專利技術的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本專利技術相關的部分而非全部結構。實施例一圖1為本專利技術實施例一提供的一種液晶裝置的結構示意圖，如圖1所示，本專利技術實施例提供的液晶裝置包括：基板130、設置于基板130一側的取向膜120以及設置于取向膜120遠離基板一側的液晶層110。取向膜120具有分子指向矢分布呈設定分布的控制圖形，以使液晶層110中的液晶分子自組裝形成設定的液晶焦錐疇陣列。取向膜120上的控制圖形可以通過摩擦取向或光控取向等方式獲得，當取向膜120上的控制圖形通過光控取向的方式獲得時，取向膜120為光控取向膜。設置于基板130一側取向膜120對液晶層110中的液晶分子有錨定作用，例如當取向膜中分子指向矢方向環繞中心奇點呈徑向漸變分布時，控制圖形便控制液晶層110中鄰近基板的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種液晶裝置，其特征在于，包括：基板、設置于所述基板一側的取向膜以及設置于所述取向膜遠離所述基板一側的液晶層；所述取向膜具有分子指向矢分布呈設定分布的控制圖形，以使所述液晶層中的液晶分子自組裝形成設定的液晶焦錐疇陣列；所述液晶焦錐疇陣列包含多個具有旋轉對稱性破缺的液晶焦錐疇單元。

【技術特征摘要】
1.一種液晶裝置，其特征在于，包括：基板、設置于所述基板一側的取向膜以及設置于所述取向膜遠離所述基板一側的液晶層；所述取向膜具有分子指向矢分布呈設定分布的控制圖形，以使所述液晶層中的液晶分子自組裝形成設定的液晶焦錐疇陣列；所述液晶焦錐疇陣列包含多個具有旋轉對稱性破缺的液晶焦錐疇單元。2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述取向膜具有分子指向矢環繞中心奇點呈漸變分布的控制圖形，以使所述液晶層中的液晶分子自組裝形成徑向分布的液晶焦錐疇陣列。3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述取向膜具有分子指向矢分布呈正交取向的棋盤格控制圖形，以使所述液晶層中的液晶分子自組裝形成液晶焦錐疇四方陣列。4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述液晶焦錐疇陣列的材料為近晶相液晶材料。5.根據權利要求1-3任一所述的裝置，其特征在于，所述取向膜為光控取向膜，所述光控取向膜的材料為偶氮材料。6.一種液晶裝置的制備方法，其特征在于，包括：在所述基板的一側形成取向膜；對所述取向膜進行取向處理，以形成分子指向矢分布呈設定分布的控制圖形；在所述取向膜遠離基板一側形成所述液晶層，所述取向膜的控制圖形控制所述液晶層中的液晶分子自組裝形成旋轉對稱性破缺的液晶焦錐疇陣列。7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述在所述基板的一側形成取向膜，包括：將取向材料旋涂在所述基板的一側，并將旋涂有取向材料的基板作退火處理。8.根據權...

【專利技術屬性】
技術研發人員：胡偉，馬玲玲，唐明劼，葛士軍，陳鵬，陸延青，徐飛，
申請(專利權)人：南京大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32