CN110346981A - 一种柔性集成光子器件、制备方法及光束调制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种柔性集成光子器件、制备方法及光束调制系统。其中柔性集成光子器件包括柔性衬底；设置于柔性衬底一侧的液晶聚合物膜，液晶聚合物膜的液晶分子指向矢沿第一方向相同，沿第二方向呈0°‑180°渐变分布，以形成对入射光束的约束与定向传播的柔性直波导；其中，第一方向与第二方向相交。本发明实施例的柔性集成光子器件可用于可穿戴设备，且具有集成度高、成本低廉、可设计性强、可重复使用、制备工艺简单的特点。
Description
技术领域
本发明实施例涉及片上集成光子技术，尤其涉及一种柔性集成光子器件、制备方法及光束调制系统。
背景技术
集成光子技术使得光可以在片上产生、传播、调制和探测。传统的集成光子器件主要是硅基集成光子器件，它与现有的互补金属氧化物半导体(CMOS)技术具有很好的兼容性，同时它的芯层是折射率为3.48的硅，包层是折射率为1.45的二氧化硅。由于二者具有比较大的折射率差，因此硅基光子集成具有很强的光约束和密植距，这就使得单片上光子器件的集成度更高。然而大折射率差所带来的对于制造精度过高的要求，也提升了硅基光子集成技术的工艺难度和制造成本。
之后诞生了光子技术，材料种类众多使得光子集成材料有了更多的选择余地，并且相对于硅基光子技术，光子技术的制作工艺相对简单。但是材料的折射率差比较小对光的约束能力比较弱，而且存在加工工艺精度差、对特定功能的设计性差等缺点。
因此如何设计集成度高、成本低、可设计性强、具有可调谐性的集成光子器件，是本领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种柔性集成光子器件、制备方法及光束调制系统，该柔性集成光子器件可用于可穿戴设备，且具有集成度高、成本低廉、可设计性强、可重复使用、制备工艺简单的特点。
第一方面，本发明实施例提供一种柔性集成光子器件，包括：
柔性衬底；
设置于所述柔性衬底一侧的液晶聚合物膜，所述液晶聚合物膜的液晶分子指向矢沿第一方向相同，沿第二方向呈0°-180°渐变分布，以形成对入射光束的约束与定向传播的柔性直波导；
其中，所述第一方向与所述第二方向相交。
第二方面，本发明实施例还提供一种光束调制系统，包括上述的柔性集成光子器件；还包括：
光源；
光纤探针，所述光纤探针的输入端通过光纤与所述光源的输出端连接，所述光纤探针输出端输出的光耦合入所述柔性集成光子器件；
图像采集器，所述图像采集器的感光面朝向所述集成光子器件的液晶聚合物膜，用于采集所述集成光子器件传输光时的图像。
第三方面，本发明实施例还提供一种柔性集成光子器件的制备方法，包括：
提供一基板及柔性衬底；
在所述基板一侧形成光控取向膜；
对所述光控取向膜进行多步重叠曝光，以形成具有分子指向矢沿第一方向相同，沿第二方向呈0°-180°渐变分布的控制图形；
在所述光控取向膜上形成液晶聚合物前体溶液，所述控制图形控制所述液晶聚合物前体溶液中的液晶分子指向矢沿所述第一方向相同，沿所述第二方向呈0°-180°渐变分布；
对所述液晶聚合物前体溶液进行退火，以使所述液晶聚合物前体溶液形成液晶聚合物前体膜；
对所述液晶聚合物前体膜进行紫外光照射，在所述基板上形成液晶聚合物膜；
将所述液晶聚合物膜转移至所述柔性衬底上，得到柔性集成光子器件；
其中，所述第一方向与所述第二方向相交。
可选的，在所述基板一侧形成光控取向膜之前，还包括：
对所述基板进行预处理；
所述预处理包括：将所述基板用洗液超声清洗20-40分钟，再用超纯水超声清洗两次，每次各8-10分钟，然后在100℃-120℃烘箱中烘干40-60分钟，最后进行紫外光臭氧清洗30-45分钟。
可选的，在所述基板一侧形成光控取向膜包括：
在所述基板的一侧旋涂光控取向剂，旋涂参数为：用旋涂仪在500-800转/分钟的转速下旋涂5-10秒，然后在2500-3500转/分钟的转速下旋涂50-60秒；
将旋涂有光控取向剂的所述基板在退火温度为100℃-120℃条件下退火10-12分钟，形成光控取向膜。
可选的，对所述光控取向膜进行多步重叠曝光，以形成具有分子指向矢沿第一方向相同，沿第二方向呈0°-180°渐变分布的控制图形包括：
采用无掩模动态投影曝光系统，根据曝光次序，选择对应的曝光图形，以及对应的诱导光偏振方向，依次进行曝光；
其中，相邻曝光步骤的曝光图形的曝光区域部分重叠，所述诱导光偏振方向随曝光次序顺时针或逆时针旋转，以形成具有分子指向矢沿第一方向相同，沿第二方向呈0°-180°渐变分布的控制图形。
可选的，所述液晶聚合物前体溶液包括有机溶剂和液晶聚合物前体；
所述有机溶剂包括甲苯、苯甲醚或丙二醇甲醚醋酸酯的任意一种；
所述液晶聚合物前体的质量百分含量为40％-50％。
可选的，在所述光控取向膜上形成液晶聚合物前体溶液，所述控制图形控制所述液晶聚合物前体溶液中的液晶分子指向矢沿所述第一方向相同，沿所述第二方向呈0°-180°渐变分布包括：
用旋涂仪在2500-3500转/分钟的转速下旋涂40-60秒，以在所述光控取向膜上形成液晶聚合物前体溶液，所述控制图形控制所述液晶聚合物前体溶液中的液晶分子指向矢沿所述第一方向相同，沿所述第二方向呈0°-180°渐变分布。
可选的，对所述液晶聚合物前体溶液进行退火时间为1-2分钟，温度为80℃-100℃。
可选的，对所述液晶聚合物前体膜进行紫外光照射的时间为2-3分钟，紫外光的功率为12mW/cm2-15mW/cm2。
本发明实施例提供的柔性集成光子器件，包括：柔性衬底；设置于柔性衬底一侧的液晶聚合物膜，液晶聚合物膜的液晶分子指向矢沿第一方向相同，沿第二方向呈0°-180°渐变分布，以形成对入射光束的约束与定向传播的柔性直波导；其中，第一方向与第二方向相交。通过设置液晶聚合物膜的液晶分子指向矢沿第二方向呈0°-180°渐变分布，形成一种基于液晶聚合物的柔性直波导，能够实现对光束的片上精确操纵，可用于可穿戴设备，且具有集成度高、成本低廉、可设计性强、可重复使用、制备工艺简单的特点。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种柔性集成光子器件的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种柔性集成光子器件中液晶分子指向矢的分布结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种柔性集成光子器件的液晶分子指向模拟示意图；
图4是本发明实施例提供的一种柔性集成光子器件的正交偏光显微示意图；
图5是本发明实施例提供的一种光束调制系统的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的一种柔性集成光子器件的横截面示意图；
图7～图9是本发明实施例提供的柔性集成光子器件在5mm曲率半径下不同焦平面的显微示意图；
图10是本发明实施例提供的一种柔性集成光子器件的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。需要注意的是，本发明实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本发明实施例的限定。此外在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件被形成在另一个元件“上”或“下”时，其不仅能够直接形成在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接形成在另一元件“上”或者“下”。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1所示为本发明实施例提供的一种柔性集成光子器件的结构示意图。参考图1，本实施例提供的柔性集成光子器件包括：柔性衬底10；设置于柔性衬底10一侧的液晶聚合物膜20，液晶聚合物膜20的液晶分子指向矢沿第一方向相同，沿第二方向呈0°-180°渐变分布，以形成对入射光束的约束与定向传播的柔性直波导；其中，第一方向与第二方向相交。
其中，柔性衬底10选用透明的可粘贴的材料，例如可以为聚三甲基硅氧烷(PDMS)。图2所示为本发明实施例提供的一种柔性集成光子器件中液晶分子指向矢的分布结构示意图。参考图2，液晶分子指向矢沿第一方向x的方向相同，沿第二方向y呈0°-180°渐变分布。可以理解的是，此处所述的液晶分子指向矢呈0°-180°渐变分布中的角度指的是指向矢与第一方向x的夹角，例如以图2中一列图形为例，最下面一行与第一方向x夹角为0°，沿第二方向y，夹角逐渐增大，直至达到180°。需要说明的是，图2中示出的是单一层液晶分子的指向，由于锚定作用，在垂直于xy所在平面的方向上，不同层液晶分子指向矢保持一致。
图3所示为本发明实施例提供的一种柔性集成光子器件的液晶分子指向模拟示意图。参考图3，右侧颜色尺度棒表示图3中不同颜色所对应的液晶聚合物分子指向矢方向。其中器件上下两侧与边缘的液晶聚合物分子指向矢方向相同，为了避免未取向化的区域对于液晶聚合物波导产生影响，保护波导区域。
图4所示为本发明实施例提供的一种柔性集成光子器件的正交偏光显微示意图。参考图4，图4中液晶聚合物分子指向与检偏器平行或垂直的区域最暗，与检偏器呈45°的区域最亮，整体呈暗亮暗亮暗的交替渐变，与液晶分子指向矢发生180°的变化规律相吻合。
本实施例的技术方案，通过设置液晶聚合物膜的液晶分子指向矢沿第二方向呈0°-180°渐变分布，形成一种基于液晶聚合物的柔性直波导，能够实现对光束的片上精确操纵，可用于可穿戴设备，且具有集成度高、成本低廉、可设计性强、可重复使用、制备工艺简单的特点。
图5所示为本发明实施例提供的一种光束调制系统的结构示意图。参考图5，本实施例提供的光束调制系统包括上述实施例提供的柔性集成光子器件1；还包括：光源2；光纤探针3，光纤探针3的输入端通过光纤4与光源2的输出端连接，光纤探针3输出端输出的光耦合入柔性集成光子器件1；图像采集器5，图像采集器5的感光面朝向集成光子器件1的液晶聚合物膜，用于采集集成光子器件1传输光时的图像。
本实施例提供的柔性集成光子器件1是一种基于液晶聚合物膜的柔性直波导，参考图5，本实施例中采用的光源为波长为532nm的激光器，光源2发出的532nm的激光通过光纤4传输到光纤探针3，光纤探针3的输出端将激光耦合入柔性集成光子器件1内，为了提高耦合效率，在具体实施时，光纤探针3与波导方向水平。图像采集器5采用与光学显微镜连接的CCD传感器。
图6所示为本发明实施例提供的一种柔性集成光子器件的横截面示意图。实验中使用的曲率半径是5mm。图7～图9所示为本发明实施例提供的柔性集成光子器件在5mm曲率半径下不同焦平面的显微示意图，其中方框内是显微图中焦平面的位置，位于焦平面内的图像清晰，而焦平面外的图像则比较模糊。通过这种在不同焦平面下的图像可以很好地表示波导的柔性特性，可以看到光束被很好地约束到波导结构内同时具有很好的柔性特性。
另外，本发明实施例提供的柔性集成光子器件，形成一种基于液晶聚合物膜的可调谐柔性直波导，可以通过改变工作温度或入射光的偏振方向，调节液晶聚合物柔性直波导的光传输性能。
图10为本发明实施例提供的一种柔性集成光子器件的制备方法的流程图。参考图10，本实施例提供的制备方法包括：
步骤S110、提供一基板及柔性衬底。
其中，基板可以为玻璃基板，柔性衬底可以为PDMS。
步骤S120、在基板一侧形成光控取向膜。
为增加光控取向膜与基板的浸润性和粘附性，可选的，在基板一侧形成光控取向膜之前，还包括：对基板进行预处理；
预处理包括：将基板用洗液超声清洗20-40分钟，再用超纯水超声清洗两次，每次各8-10分钟，然后在100℃-120℃烘箱中烘干40-60分钟，最后进行紫外光臭氧清洗30-45分钟。可选的，洗液可以为酒精和/或丙酮。
可选的，本实施例中的预处理可以为：将基板用洗液超声清洗20-40分钟(例如可以是20分钟、23分钟、25分钟、28分钟、30分钟、33分钟、35分钟、38分钟或40分钟)，再用超纯水超声清洗两次，每次各8-10分钟(例如可以是8分钟、8.3分钟、8.5分钟、8.8分钟、9分钟、9.3分钟、9.5分钟、9.8分钟或10分钟)，然后在100-120℃(例如可以是100℃、103℃、105℃、108℃、110℃、113℃、115℃、118℃或120℃)烘箱中烘干40-60分钟(例如可以是40分钟、43分钟、45分钟、48分钟、50分钟、53分钟、55分钟、58分钟或60分钟)，最后进行紫外光臭氧(UVO)清洗30-45分钟(例如可以是30分钟、33分钟、35分钟、38分钟、40分钟、43分钟或45分钟)。
可选的，在基板一侧形成光控取向膜包括：
在基板的一侧旋涂光控取向剂，旋涂参数为：用旋涂仪在500-800转/分钟的转速下旋涂5-10秒，然后在2500-3500转/分钟的转速下旋涂50-60秒；将旋涂有光控取向剂的基板在退火温度为100℃-120℃条件下退火10-12分钟，形成光控取向膜。
可选的，旋涂光控取向剂的方法可以为：用旋涂仪在500-800转/分钟(例如可以是500转/分钟、550转/分钟、600转/分钟、650转/分钟、700转/分钟、750转/分钟或800转/分钟)的转速下旋涂5-10秒(例如可以是5秒、6秒、7秒、8秒、9秒或10秒)，然后在2500-3500转/分钟(例如可以是2500转/分钟、2800转/分钟、3000转/分钟、3300转/分钟或3500转/分钟)的转速下旋涂50-60秒(例如可以是50秒、51秒、52秒、53秒、54秒、55秒、56秒、57秒、58秒、59秒或60秒)。
可选的，制备光控取向膜的方法中退火的温度为100-120℃(例如可以是100℃、103℃、105℃、108℃、110℃、113℃、115℃、118℃或120℃)，退火的时间为10-12分钟(例如可以是10分钟、10.3分钟、10.5分钟、10.8分钟、11分钟、11.3分钟、11.5分钟、11.8分钟或12分钟)。
步骤S130、对光控取向膜进行多步重叠曝光，以形成具有分子指向矢沿第一方向相同，沿第二方向呈0°-180°渐变分布的控制图形。
其中，第一方向与第二方向相交。
可选的，对光控取向膜进行多步重叠曝光，以形成具有分子指向矢沿第一方向相同，沿第二方向呈0°-180°渐变分布的控制图形包括：
采用无掩模动态投影曝光系统，根据曝光次序，选择对应的曝光图形，以及对应的诱导光偏振方向，依次进行曝光；其中，相邻曝光步骤的曝光图形的曝光区域部分重叠，诱导光偏振方向随曝光次序顺时针或逆时针旋转，以形成具有分子指向矢沿第一方向相同，沿第二方向呈0°-180°渐变分布的控制图形。
具体的，曝光步骤可以为：计算获得光控取向膜的指向矢方向在一个区域内的分布，指向矢方向在一个区域内0°-180°变化。一个区域内每个0°-180°变化的区域被平均分36个子区域，并被赋予一个单一的方向，从0°到175°，间隔5°。然后，将方向为0°的子区域与相邻的4个子区域(-10°到10°，共5个子区域)组合成第一曝光图形。随后的曝光图形相对于前一个曝光图形，5个子区域沿顺时针方向移过一个子区域。以此类推，获得第二到第三十六张曝光图形。第一次曝光时，采用无掩模动态投影曝光系统选择第一曝光图形。第一次曝光对应的诱导光偏振方向为206°。第一次曝光完成后，更换第二曝光图形。对应的诱导光偏振方向相对于第一次曝光对应的诱导光偏振方向顺时针转过5°，为201°。以此类推，每次曝光对应的诱导光偏振方向相对于前一次曝光对应的诱导光偏振方向顺时针转过5°。最后，在经历36次曝光过程后，所有区域均被曝光五次，光控取向膜的指向矢方向介于所经历的多次曝光的偏振角度的中间态。因此，多步重叠曝光后，光控取向膜上会产生形成排布渐变的取向。光控取向膜的指向矢方向在一个圆周内0°-180°的变化次数为2。
步骤S140、在光控取向膜上形成液晶聚合物前体溶液，控制图形控制液晶聚合物前体溶液中的液晶分子指向矢沿第一方向相同，沿第二方向呈0°-180°渐变分布。
可选的，液晶聚合物前体溶液包括有机溶剂和液晶聚合物前体；
有机溶剂包括甲苯、苯甲醚或丙二醇甲醚醋酸酯的任意一种；液晶聚合物前体的质量百分含量为40％-50％。(例如可以是40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％或50％)。液晶聚合物前体可以为UCL-017。
可选的，在光控取向膜上形成液晶聚合物前体溶液，控制图形控制液晶聚合物前体溶液中的液晶分子指向矢沿第一方向相同，沿第二方向呈0°-180°渐变分布包括：
用旋涂仪在2500-3500转/分钟的转速下旋涂40-60秒，以在光控取向膜上形成液晶聚合物前体溶液，控制图形控制液晶聚合物前体溶液中的液晶分子指向矢沿第一方向相同，沿第二方向呈0°-180°渐变分布。
可选的，旋涂液晶聚合物前体溶液的方法为：用旋涂仪在2500-3500转/分钟(例如可以是2500转/分钟、2800转/分钟、3000转/分钟、3300转/分钟或3500转/分钟)的转速下旋涂40-60秒(例如可以是40秒、43秒、45秒、48秒、50秒、53秒、55秒、58秒或60秒)。
步骤S150、对液晶聚合物前体溶液进行退火，以使液晶聚合物前体溶液形成液晶聚合物前体膜。
可选的，对液晶聚合物前体溶液进行退火时间为1-2分钟，温度为80℃-100℃。
可选的，退火的温度为80-100℃(例如可以是80℃、83℃、85℃、88℃、90℃、93℃、95℃、98℃或100℃)，退火的时间为1-2分钟(例如可以是1分钟、1.1分钟、1.2分钟、1.3分钟、1.4分钟、1.5分钟、1.6分钟、1.7分钟、1.8分钟、1.9分钟或2分钟)。
步骤S160、对液晶聚合物前体膜进行紫外光照射，在基板上形成液晶聚合物膜。
可选的，对液晶聚合物前体膜进行紫外光照射的时间为2-3分钟，紫外光的功率为12mW/cm2-15mW/cm2。
可选的，紫外光的中心波长可以为410nm，紫外光照射的时间为2-3分钟(例如可以是2分钟、2.1分钟、2.2分钟、2.3分钟、2.4分钟、2.5分钟、2.6分钟、2.7分钟、2.8分钟、2.9分钟或3分钟)，紫外光的功率为12mW/cm2-15mW/cm2(例如可以是12mW/cm2、12.3mW/cm2、12.5mW/cm2、12.8mW/cm2、13mW/cm2、13.3mW/cm2、13.5mW/cm2、13.8mW/cm2、14mW/cm2、14.3mW/cm2、14.5mW/cm2、14.8mW/cm2或15mW/cm2)，使液晶聚合物前体发生交联，形成液晶聚合物膜。
步骤S170、将液晶聚合物膜转移至柔性衬底上，得到柔性集成光子器件。
本发明实施例制备的柔性集成光子器件，通过设置液晶聚合物膜的液晶分子指向矢沿第二方向呈0°-180°渐变分布，形成一种基于液晶聚合物的柔性直波导，能够实现对光束的片上精确操纵，可用于可穿戴设备，且具有集成度高、成本低廉、可设计性强、可重复使用、制备工艺简单的特点。。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种柔性集成光子器件，其特征在于，包括：
柔性衬底；
设置于所述柔性衬底一侧的液晶聚合物膜，所述液晶聚合物膜的液晶分子指向矢沿第一方向相同，沿第二方向呈0°-180°渐变分布，以形成对入射光束的约束与定向传播的柔性直波导；
其中，所述第一方向与所述第二方向相交。
2.一种光束调制系统，其特征在于，包括权利要求1所述的柔性集成光子器件；还包括：
光源；
光纤探针，所述光纤探针的输入端通过光纤与所述光源的输出端连接，所述光纤探针输出端输出的光耦合入所述柔性集成光子器件；
图像采集器，所述图像采集器的感光面朝向所述集成光子器件的液晶聚合物膜，用于采集所述集成光子器件传输光时的图像。
3.一种柔性集成光子器件的制备方法，其特征在于，包括：
提供一基板及柔性衬底；
在所述基板一侧形成光控取向膜；
对所述光控取向膜进行多步重叠曝光，以形成具有分子指向矢沿第一方向相同，沿第二方向呈0°-180°渐变分布的控制图形；
在所述光控取向膜上形成液晶聚合物前体溶液，所述控制图形控制所述液晶聚合物前体溶液中的液晶分子指向矢沿所述第一方向相同，沿所述第二方向呈0°-180°渐变分布；
对所述液晶聚合物前体溶液进行退火，以使所述液晶聚合物前体溶液形成液晶聚合物前体膜；
对所述液晶聚合物前体膜进行紫外光照射，在所述基板上形成液晶聚合物膜；
将所述液晶聚合物膜转移至所述柔性衬底上，得到柔性集成光子器件；
其中，所述第一方向与所述第二方向相交。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述基板一侧形成光控取向膜之前，还包括：
对所述基板进行预处理；
所述预处理包括：将所述基板用洗液超声清洗20-40分钟，再用超纯水超声清洗两次，每次各8-10分钟，然后在100℃-120℃烘箱中烘干40-60分钟，最后进行紫外光臭氧清洗30-45分钟。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述基板一侧形成光控取向膜包括：
在所述基板的一侧旋涂光控取向剂，旋涂参数为：用旋涂仪在500-800转/分钟的转速下旋涂5-10秒，然后在2500-3500转/分钟的转速下旋涂50-60秒；
将旋涂有光控取向剂的所述基板在退火温度为100℃-120℃条件下退火10-12分钟，形成光控取向膜。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，对所述光控取向膜进行多步重叠曝光，以形成具有分子指向矢沿第一方向相同，沿第二方向呈0°-180°渐变分布的控制图形包括：
采用无掩模动态投影曝光系统，根据曝光次序，选择对应的曝光图形，以及对应的诱导光偏振方向，依次进行曝光；
其中，相邻曝光步骤的曝光图形的曝光区域部分重叠，所述诱导光偏振方向随曝光次序顺时针或逆时针旋转，以形成具有分子指向矢沿第一方向相同，沿第二方向呈0°-180°渐变分布的控制图形。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述液晶聚合物前体溶液包括有机溶剂和液晶聚合物前体；
所述有机溶剂包括甲苯、苯甲醚或丙二醇甲醚醋酸酯的任意一种；
所述液晶聚合物前体的质量百分含量为40％-50％。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述光控取向膜上形成液晶聚合物前体溶液，所述控制图形控制所述液晶聚合物前体溶液中的液晶分子指向矢沿所述第一方向相同，沿所述第二方向呈0°-180°渐变分布包括：
用旋涂仪在2500-3500转/分钟的转速下旋涂40-60秒，以在所述光控取向膜上形成液晶聚合物前体溶液，所述控制图形控制所述液晶聚合物前体溶液中的液晶分子指向矢沿所述第一方向相同，沿所述第二方向呈0°-180°渐变分布。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，对所述液晶聚合物前体溶液进行退火时间为1-2分钟，温度为80℃-100℃。
10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，对所述液晶聚合物前体膜进行紫外光照射的时间为2-3分钟，紫外光的功率为12mW/cm2-15mW/cm2。
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