CN110618565A - 液晶波导光调节器件以及液晶波导光调节系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种液晶波导光调节器件以及液晶波导光调节系统，该液晶波导光调节器件包括：下基板；形成在下基板上的波导结构，波导结构包括自下而上依次排列的波导下包层、液晶波导芯层和波导上包层，波导下包层的折射率小于液晶波导芯层的折射率，波导上包层的折射率小于液晶波导芯层的折射率，液晶波导芯层包括多个液晶分子区域；形成在波导结构上的上基板。本发明实施例提供的技术方案可以通过延长液晶波导芯层的长度来增大光程差，液晶分子的响应时间不会增加，以解决现有技术中传统的液晶相控光调节器件在对光束调节的过程中，存在对光束调节的光程差较小的技术问题。

Description

液晶波导光调节器件以及液晶波导光调节系统
技术领域
本发明实施例涉及光学技术领域，尤其涉及一种液晶波导光调节器件以及液晶波导光调节系统。
背景技术
进入21世纪以来，国内外兴起对基于液晶相控阵技术的研究，实现了液晶相控光调节器件对于光的调节作用。
传统的液晶相控光调节器件通过液晶盒内的液晶可以实现对穿过液晶盒厚度方向的光线的调节作用，但是存在对光调制的光程差较小的缺陷。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种液晶波导光调节器件以及液晶波导光调节系统，来解决现有技术中传统的液晶相控光调节器件在对光调节的过程中，存在对光调制的光程差较小的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种液晶波导光调节器件，包括：
下基板；
形成在所述下基板上的波导结构，所述波导结构包括自下而上依次排列的波导下包层、液晶波导芯层和波导上包层，所述波导下包层的折射率小于所述液晶波导芯层的折射率，所述波导上包层的折射率小于所述液晶波导芯层的折射率，所述液晶波导芯层包括多个液晶分子区域；
形成在所述波导结构上的上基板。
可选地，所述波导结构还包括支撑层，位于所述波导下包层和所述波导上包层之间，所述支撑层与所述波导下包层以及所述波导上包层围成一空腔，所述液晶波导芯层位于所述空腔内。
可选地，所述波导结构还包括形成在所述波导下包层上的下层电极层；
形成在所述下层电极层上的下液晶取向层；
形成在所述液晶波导芯层上的上液晶取向层；
形成在所述上液晶取向层上的上层电极层，所述上层电极层紧邻所述波导上包层远离所述上基板的一面。
可选地，所述上层电极层包括多个第一子电极，所述多个第一子电极呈阵列排布，所述多个第一子电极互相绝缘。
可选地，所述多个第一子电极中的至少一个第一子电极施加第一电压信号，其余第一子电极施加第二电压信号，所述第二电压的数值为零，所述下层电极层施加所述第二电压信号，其中，所述多个第一子电极中施加第一电压信号的至少一个第一子电极在下基板的正投影围成预设电极图案。
可选地，所述上层电极层包括第二子电极和第三子电极，所述第二子电极和所述第三子电极互相绝缘。
可选地，所述第二子电极包括至少一个凹透镜形状电极；
所述第三子电极包括至少一个凸透镜形状电极；
所述凹透镜形状电极和所述凸透镜形状电极在垂直于所述下基板的厚度方向间隔设置。
可选地，所述第二子电极包括至少一个倒三棱镜形状电极，所述第三子电极包括至少一个正三棱镜形状电极；
所述第二子电极在所述下基板上的正投影与所述第三子电极在所述下基板上的正投影拼接为矩形。
可选地，所述第二子电极施加第三电压信号，所述第三子电极施加第四电压信号，所述第四电压的数值为零，所述下层电极层施加所述第四电压信号；或者，
所述第二子电极施加所述四电压信号，所述第三子电极施加第三电压信号，所述下层电极层施加所述第四电压信号。
可选地，所述液晶分子区域内设置向列型液晶分子。
可选地，所述波导上包层包括氟化镁。
可选地，所述波导下包层包括氟化镁。
第二方面，本发明实施例提供了一种液晶波导光调节系统，包括：光源；
起偏器，所述起偏器将所述光源发出的光转变成线偏振光；
液晶波导光调节器件，所述液晶波导光调节器件包括如第一方面任一所述的液晶波导光调节器件，所述液晶波导光调节器件用于改变所述线偏振光的偏转方向。
在本实施例的技术方案，波导结构包括自下而上依次排列的波导下包层、液晶波导芯层和波导上包层。由于波导下包层的折射率小于液晶波导芯层的折射率，波导上包层的折射率小于液晶波导芯层的折射率，当光束进入波导结构，在波导芯层内传输不被散射到波导芯层外部，且在液晶波导芯层的作用下，当液晶分子区域内的液晶分子没有电场的作用下，以某个有效折射率传播，可以通过延长液晶波导芯层的长度来增大光程差，液晶分子的响应时间不会增加，以解决现有技术中传统的液晶相控光调节器件在对光束调节的过程中，存在对光束调节的光程差较小的技术问题。且液晶分子是极性分子，在电场或磁场作用下会发生偏转，因此，可利用电场或磁场控制液晶分子的方向，从而控制液晶波导芯层对光束的折射率，进而产生不同的双折射效应。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种液晶波导光调节器件的结构示意图；
图2为现有技术中的提供的液晶相控光调节器件的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种液晶波导光调节器件的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种上层电极层的俯视图；
图5为本发明实施例提供的另一种上层电极层的俯视图；
图6为本发明实施例提供的又一种上层电极层的俯视图；
图7为本发明实施例提供的一种液晶波导光调节器件的制备方法的流程示意图；
图8为本发明实施例提供的一种液晶波导光调节系统的结构示意图。
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。
本发明实施例提供了一种液晶波导光调节器件，图1示出了本发明实施例提供的一种液晶波导光调节器件的结构示意图，参见图1，该液晶波导光调节器件包括：下基板1；形成在下基板1上的波导结构2，波导结构2包括自下而上依次排列的波导下包层20、液晶波导芯层21和波导上包层22，波导下包层20的折射率小于液晶波导芯层21的折射率，波导上包层22的折射率小于液晶波导芯层21的折射率，液晶波导芯层21包括多个液晶分子区域210；形成在波导结构2上的上基板3。
在本实施例中，下基板1和上基板3示例性的可以为玻璃，起到支撑和保护波导结构2的作用。
在本实施例中，液晶分子区域210内设置有液晶分子，对光束的折射具有双折射效应，当光束的振动方向与液晶分子长轴平行时，其折射率为非寻常折射率(ne)，当光束的振动方向与液晶分子长轴垂直时，其折射率为寻常折射率(no)。液晶分子是极性分子，在电场或磁场作用下会发生偏转，因此，可利用电场或磁场控制液晶分子的方向，从而控制液晶波导芯层21对光束的折射率，进而产生不同的双折射效应。
在本实施例中，波导结构2包括自下而上依次排列的波导下包层20、液晶波导芯层21和波导上包层22。由于波导下包层20的折射率小于液晶波导芯层21的折射率，波导上包层22的折射率小于液晶波导芯层21的折射率，当光束从波导结构2的A侧入射，进入波导结构2，从B侧出射的时候，光束能够在液晶波导芯层21内传输不被散射到液晶波导芯层21外部，且在液晶波导芯层21的作用下，以某个有效折射率传播，从波导结构2的B侧出射。
参见图2，现有技术中提供的液晶相控光调节器件包括下基板1，形成在下基板1上的下电极4、液晶层5、上电极6以及上基板3。下基板1、下电极4、液晶层5、上电极6以及上基板3构成液晶盒。液晶盒的厚度一般在2-10um之间。现有技术中提供的液晶相控光调节器件通过液晶盒内的液晶分子可以实现对穿过液晶盒厚度方向的光束的调节作用。其中，液晶对穿过液晶盒厚度方向的光束的调节的最大光程差δ1参见公式(1)：
δ1＝Δn×d (1)
其中，Δn是液晶分子对光束的寻常折射率(nO)与非寻常折射率(ne)的差，d是液晶盒厚度。
因此，由公式(1)可以看出，液晶分子对光束调制的光程差δ1是很有限的，要获得较大的光程差，只能将液晶分子对光束的折射率的差Δn尽可能大，要获得大的Δn值液晶分子需较大的转角，然而，液晶分子转角大时恢复的时间较长，即响应时间较长。
本实施例提供的液晶波导光调节器件，波导结构2包括自下而上依次排列的波导下包层20、液晶波导芯层21和波导上包层22。由于波导下包层20的折射率小于液晶波导芯层21的折射率，波导上包层22的折射率小于液晶波导芯层21的折射率，当光束从波导结构2的A侧入射，进入波导结构2，从B侧出射的时候，光束能够在液晶波导芯层21内传输不被散射到液晶波导芯层21外部，且在液晶波导芯层21的作用下，当液晶分子没有电场的作用下，以某个有效折射率传播，从波导结构2的B侧出射。其中，光束在液晶波导芯层21内传输，可获得的光程差参见公式(2)：
δ2＝Δn×L (2)
其中，Δn是液晶分子对光束的寻常折射率(nO)与非寻常折射率(ne)的差，L是液晶波导芯层21的长度。
从公式(2)可以看出，要得到大的光程差，可通过增大液晶波导芯层21的长度L值获得，液晶分子的转角不需要很大，从而液晶分子恢复的时间也经很短，因此，响应时间相应减少。
在本实施例中，波导结构2包括自下而上依次排列的波导下包层20、液晶波导芯层21和波导上包层22。由于波导下包层20的折射率小于液晶波导芯层21的折射率，波导上包层22的折射率小于液晶波导芯层21的折射率，当光束从波导结构2的A侧入射，进入波导结构2，从B侧出射的时候，光束能够在液晶波导芯层21内传输不被散射到液晶波导芯层21外部，且在液晶波导芯层21的作用下，当液晶分子区域没有电场的作用下，以某个有效折射率传播，从波导结构2的B侧出射，可以通过延长液晶波导芯层21的长度来增大光程差，液晶分子的响应时间不会增加，以解决现有技术中传统的液晶相控光调节器件在对光束调节的过程中，存在对光束调节的光程差较小的技术问题。且液晶分子是极性分子，在电场或磁场作用下会发生偏转，因此，可利用电场或磁场控制液晶分子的方向，从而控制对液晶波导芯层21光束的折射率，进而产生不同的双折射效应。
可选地，在上述技术方案的基础上，参见图3，波导结构2还包括支撑层23，位于波导下包层20和波导上包层22之间，支撑层23与波导下包层20以及波导上包层22围成一空腔，液晶波导芯层21位于空腔内。需要说明的是，支撑层23与波导下包层20以及波导上包层22围成的空腔可以称之为液晶盒。
在本实施例中，支撑层23示例性的可以是固化之后的玻璃球封接胶。
可选地，在上述技术方案的基础上，波导结构2还包括形成在波导下包层20上的下层电极层24；形成在下层电极层24上的下液晶取向层25；形成在液晶波导芯层21的上液晶取向层26；形成在上液晶取向层26上的上层电极层27，上层电极层27紧邻波导上包层22远离上基板3的一面。
在本实施例中，下层电极层24和上层电极层27之间形成电场，示例性的，液晶分子最初水平放置，液晶分子长轴的方向与电场的方向夹角为90°，在电场的作用下，液晶分子会慢慢立起来，电场的场强越大，液晶分子越陡，当电场的场强达到一定值的时候，称之为饱和电压，液晶分子长轴的方向与电场的方向夹角为0°。基于液晶分子对于光束的折射具有双折射效应，当光束的振动方向与液晶分子长轴平行时，其折射率为非寻常折射率(ne)，当光束的振动方向与液晶分子长轴垂直时，其折射率为寻常折射率(no)。通过调整电场强度的大小，可以调节液晶分子对于光束的折射率，进一步可以调节液晶波导芯层21对于光束的偏转方向与偏转角度。
在下液晶取向层25和上液晶取向层26可以决定液晶分子的取向。示例性的，下液晶取向层25和上液晶取向层26均可以包括聚酰亚胺(Polyimide，PI)。
下层电极层24和上层电极层27之间形成电场，其中可以通过对上层电极层27的设置来完成下层电极层24和上层电极层27之间形成的电场的改变，利用电场控制液晶分子的取向，从而调节液晶分子对于光束的折射率，进一步可以调节液晶波导芯层21对于光束的偏转方向与偏转角度。
可选地，在上述技术方案的基础上，参见图4，上层电极层27包括多个第一子电极270，多个第一子电极270呈阵列排布，多个第一子电极270互相绝缘。示例性的，参见图4，图4示出了4行6列的第一子电极270阵列。本发明实施例并不限定多个第一子电极270组成的阵列的行的数量和列的数量。在本实施例中，上层电极层27包括多个第一子电极270，多个第一子电极270呈阵列排布，多个第一子电极270互相绝缘，可以通过对第一子电极270施加电压信号，来完成下层电极层24和上层电极层27之间形成的电场的改变，利用电场控制液晶分子的取向，从而调节液晶分子对于光束的折射率，进一步可以调节液晶波导芯层21对于光束的偏转方向与偏转角度。可选地，可以采用刻蚀或激光直写等方法将上层电极层制成包括多个第一子电极270的阵列。
可选地，在上述技术方案的基础上，多个第一子电极270中的至少一个第一子电极施加第一电压信号，其余第一子电极270施加第二电压信号，第二电压的数值为零，下层电极层24施加第二电压信号，其中，多个第一子电极270中施加第一电压信号的至少一个第一子电极270在下基板1的正投影围成预设电极图案。
示例性的，多个第一子电极270中施加第一电压信号的至少一个第一子电极270在下基板1的正投影围成预设电极图案，预设电极图案可以是第一子电极270围成的环形电极图案，也可以是弧形图案，还可以是多边形图案，根据预设电极图案的不同，来完成下层电极层24和上层电极层27之间形成的电场的改变，用电场控制液晶分子的取向，从而调节液晶分子对于光束的折射率，进一步可以调节液晶波导芯层21对于光束的偏转方向与偏转角度。液晶波导芯层21对于光束的折射作用相当于预设电极图案的棱镜对于光束的折射作用。
可选地，在上述技术方案的基础上，参见图5和图6，上层电极层27包括第二子电极271和第三子电极272，第二子电极271和第三子电极272互相绝缘。可选地，可以采用刻蚀或激光直写等方法制成包括第二子电极271和第三子电极272的上层电极层27。
示例性的，上层电极层27包括第二子电极271和第三子电极272，可以通过设置第二子电极271和第三子电极272的电极形状以及排列位置，来完成下层电极层24和上层电极层27之间形成的电场的改变，利用电场控制液晶分子的取向，从而调节液晶分子对于光束的折射率，进一步可以调节液晶波导芯层21对于光束的偏转方向与偏转角度。
可选地，在上述技术方案的基础上，参见图5，第二子电极271包括至少一个凹透镜形状电极；第三子电极272包括至少一个凸透镜形状电极；凹透镜形状电极和所述凸透镜形状电极在垂直于所述下基板1的厚度方向间隔设置。图5示例性的仅仅示出了4个凹透镜形状电极以及3个凸透镜形状电极，本发明实施例对于凹透镜形状电极以及凸透镜形状电极的具体数量不作限定。本实施例通过上述技术方案，液晶波导芯层21对于光束的折射作用可以相当于凹透镜或者凸透镜镜对于光束的折射作用。通过对第二子电极271、第三子电极272、下层电极层24施加不同电压信号，控制液晶分子的取向，进而改变凸透镜或者凹透镜的焦点和焦距以及凸透镜或者凹透镜对于光束的折射率，进一步可以调节对于光束的偏转方向与偏转角度。
可选地，在上述技术方案的基础上，参见图6，第二子电极271包括至少一个倒三棱镜形状电极，所述第三子电极272包括至少一个正三棱镜形状电极；第二子电极271在下基板1上的正投影与第三子电极272在下基板1上的正投影拼接为矩形。图5示例性的仅仅示出了3个倒三棱镜形状电极以及3个正三棱镜形状电极，本发明实施例对于倒三棱镜形状电极以及正三棱镜形状电极的具体数量不作限定。
本实施例通过上述技术方案，液晶波导芯层21对于光束的折射作用可以相当于倒三棱镜或者正三棱镜对于光束的折射作用。通过对第二子电极271、第三子电极272、下层电极层24施加不同电压信号，控制液晶分子的取向，可以改变倒三棱镜或者正三棱镜对于光束的折射率，进一步可以调节对于光束的偏转方向与偏转角度。
可选地，在上述技术方案的基础上，第二子电极271施加第三电压信号，第三子电极272施加第四电压信号，第四电压的数值为零，下层电极层24施加第四电压信号；或者，第二子电极271施加第四电压信号，第三子电极272施加第三电压信号，下层电极层24施加第四电压信号。
示例性的，当第二子电极271包括至少一个凹透镜形状电极；第三子电极272包括至少一个凸透镜形状电极；凹透镜形状电极和所述凸透镜形状电极在垂直于所述下基板1的厚度方向间隔设置。其中，第二子电极271施加第三电压信号，第三子电极272施加第四电压信号，第四电压的数值为零，下层电极层施加第四电压信号。液晶波导芯层21对于光束的折射作用可以相当于凸透镜对于光束的折射作用。通过对第二子电极271施加不同数值的电压信号，控制液晶分子的取向，进而改变凸透镜的焦点和焦距以及凸透镜对于光束的折射率，进一步可以调节液晶波导芯层21对于光束的偏转方向与偏转角度。
或者，第二子电极施加第四电压信号，第三子电极272施加第三电压信号，下层电极层施加第四电压信号。液晶波导芯层21对于光束的折射作用可以相当于凹透镜镜对于光束的折射作用。通过对第三子电极272施加不同数值的电压信号，控制液晶分子的取向，进而可以改变凹透镜的焦点和焦距以及凹透镜对于光束的折射率，进一步可以调节液晶波导芯层21对于光束的偏转方向与偏转角度。
第二子电极271包括至少一个倒三棱镜形状电极，所述第三子电极272包括至少一个正三棱镜形状电极；第二子电极271在下基板1上的正投影与第三子电极272在下基板1上的正投影拼接为矩形。其中，第二子电极271施加第三电压信号，第三子电极272施加第四电压信号，第四电压的数值为零，下层电极层施加第四电压信号。液晶波导芯层21对于光束的折射作用可以相当于正三棱镜对于光束的折射作用。通过对第二子电极施加不同数值的电压信号，控制液晶分子的取向，可以改变正三棱镜对于光束的折射率，进一步可以调节液晶波导芯层21对于光束的偏转方向与偏转角度。
或者，第二子电极271施加第四电压信号，第三子电极272施加第三电压信号，下层电极层24施加第四电压信号。液晶波导芯层21对于光束的折射作用可以相当于倒三棱镜对于光束的折射作用。通过对第三子电极施加不同数值的电压信号，控制液晶分子的取向，可以改变倒三棱镜对于光束的折射率，进一步可以调节液晶波导芯层21对于光束的偏转方向与偏转角度。
参见图6，第二子电极271包括至少一个倒三棱镜形状电极，倒三棱镜形状电极的顶角为β，第三子电极272的电极包括至少一个正三棱镜形状电极，倒三棱镜形状电极的顶角为β，光束经过液晶波导芯层21内部之后的最大偏转角α参见公式(3)
其中，Δnv在第三电压信号下，液晶分子对光束的寻常折射率(nO)与非寻常折射率(ne)的差。
可选地，在上述技术方案的基础上，液晶波导芯层21包括向列型液晶分子。向列型液晶分子，整体上其液晶分子沿着长轴方向平行排列，且其排列方式具有一定的规则性。
可选地，在上述技术方案的基础上，波导上包层22包括氟化镁(MgF)。氟化镁的折射率约为1.3，小于液晶波导芯层21的折射率，将光束限制在液晶波导芯层21中传播。
可选地，在上述技术方案的基础上，波导下包层20包括氟化镁(MgF)。氟化镁的折射率约为1.3，小于液晶波导芯层21的折射率，将光束限制在液晶波导芯层21中传播。
以图3示出的液晶波导光调节器件为例，本发明实施例提供了液晶波导光调节器件的制备方法，参见图7，该方法包括如下步骤：
步骤110、提供上基板和下基板。
上基板和下基板可以在清洗剂中清洗，然后通过清水洗净，之后再烘干。
步骤120、在上基板上依次形成波导上包层、上层电极层和上液晶取向层，在下基板上依次形成波导下包层、下层电极层和下液晶取向层。
可选地，在上基板上依次形成上包层之后，将其放入镀膜设备腔室内，溅射一层上层电极层，之后从镀膜设备腔室内取出，用纯水清洗后烘干，将上层电极层按设计图案，采用刻蚀或激光直写等方法将上层电极层制成设计图案，完成在波导上包层上形成上层电极层的过程，上层电极层示例性的可以是氧化铟锡(Indium tin oxide，ITO)，厚度在20nm-200nm范围内。
可选地，在上层电极层形成上液晶取向层包括：在上层电极层旋涂聚酰亚胺层，厚度在10nm-80nm，之后将其加热，使得聚酰亚胺固化，形成上液晶取向层。
可选地，在下基板上依次形成波导下包层之后，将其放入镀膜设备腔室内，溅射一层下层电极层，之后从镀膜设备腔室内取出，用纯水清洗后烘干，将下层电极层按设计图案，采用刻蚀或激光直写等方法将上层电极层制成设计图案，完成在波导下包层上形成下层电极层的过程，下层电极层示例性的可以是氧化铟锡(Indium tin oxide，ITO)，厚度在20nm-200nm范围内。
可选地，在下层电极层形成下液晶取向层包括：在下层电极层旋涂聚酰亚胺层，厚度在10nm-80nm，之后将其加热，使得聚酰亚胺固化，形成下液晶取向层。
可选地，上液晶取向层以及下液晶取向层的取向制作方法包括：采用摩擦方法取向或采用光照方法对上液晶取向层以及下液晶取向层分别取向，取向的方向根据器件的总体设计确定。
步骤130、在波导上包层和波导下包层之间形成支撑层，支撑层与波导下包层以及波导上包层围成一空腔，液晶波导芯层位于空腔内。
可选地，支撑层23示例性的可以是固化之后的玻璃球封接胶。具体地，可以用玻璃球封接胶涂在波导上包层和波导下包层的边缘，待固化之后，起到支撑作用，同时分别实现了上层电极层和下层电极层、上液晶取向层和下液晶取向层的对位。
步骤140、支撑层、波导下包层以及波导上包层围成的空腔内，注入液晶分子，形成液晶波导芯层。
将预先选择好的液晶，采用真空灌注法，将液晶注入到支撑层、波导下包层以及波导上包层围成的空腔内。
可选地，将注液晶口用紫外(Ultraviolet，UV)胶封上，然后并使紫外胶固化，并封好注液晶口。
在上述技术方案的基础上，本发明实施例提供了一种液晶波导光调节系统的结构示意图，参见图8，该液晶波导光调节系统包括：光源7；起偏器8，起偏器8将光源7发出的光转变成线偏振光；液晶波导光调节器件100，液晶波导光调节器件100包括上述技术方案中涉及的液晶波导光调节器件，液晶波导光调节器件用于改变线偏振光的偏转方向。
在本实施例中的液晶波导光调节系统采用上述技术方案中的液晶波导光调节器件，波导结构2包括自下而上依次排列的波导下包层20、液晶波导芯层21和波导上包层22。由于波导下包层20的折射率小于液晶波导芯层21的折射率，波导上包层22的折射率小于液晶波导芯层21的折射率，当光束从波导结构2的A侧入射，进入波导结构2，从B侧出射的时候，光束能够在波导芯层21内传输不被散射到波导芯层21外部，且在液晶波导芯层21的作用下，当液晶分子没有电场的作用下，以某个有效折射率传播，从波导结构2的B侧出射，可以通过延长液晶波导芯层21的长度来增大光程差，液晶分子的响应时间不会增加，以解决现有技术中传统的液晶相控光调节器件在对光束调节的过程中，存在对光束调节的光程差较小的技术问题。且液晶分子是极性分子，在电场或磁场作用下会发生偏转，因此，可利用电场或磁场控制液晶分子的方向，从而控制液晶波导芯层21对光束的折射率，进而产生不同的双折射效应。
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、相互结合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 (13)

1.一种液晶波导光调节器件，其特征在于，包括：
下基板；
形成在所述下基板上的波导结构，所述波导结构包括自下而上依次排列的波导下包层、液晶波导芯层和波导上包层，所述波导下包层的折射率小于所述液晶波导芯层的折射率，所述波导上包层的折射率小于所述液晶波导芯层的折射率，所述液晶波导芯层包括多个液晶分子区域；
形成在所述波导结构上的上基板。
2.根据权利要求1所述的液晶波导光调节器件，其特征在于，所述波导结构还包括支撑层，位于所述波导下包层和所述波导上包层之间，所述支撑层与所述波导下包层以及所述波导上包层围成一空腔，所述液晶波导芯层位于所述空腔内。
3.根据权利要求1或2所述的液晶波导光调节器件，其特征在于，所述波导结构还包括形成在所述波导下包层上的下层电极层；
形成在所述下层电极层上的下液晶取向层；
形成在所述液晶波导芯层上的上液晶取向层；
形成在所述上液晶取向层上的上层电极层，所述上层电极层紧邻所述波导上包层远离所述上基板的一面。
4.根据权利要求3所述的液晶波导光调节器件，其特征在于，所述上层电极层包括多个第一子电极，所述多个第一子电极呈阵列排布，所述多个第一子电极互相绝缘。
5.根据权利要求4所述的液晶波导光调节器件，其特征在于，所述多个第一子电极中的至少一个第一子电极施加第一电压信号，其余第一子电极施加第二电压信号，所述第二电压的数值为零，所述下层电极层施加所述第二电压信号，其中，所述多个第一子电极中施加第一电压信号的至少一个第一子电极在下基板的正投影围成预设电极图案。
6.根据权利要求3所述的液晶波导光调节器件，其特征在于，所述上层电极层包括第二子电极和第三子电极，所述第二子电极和所述第三子电极互相绝缘。
7.根据权利要求6所述的液晶波导光调节器件，其特征在于，所述第二子电极包括至少一个凹透镜形状电极；
所述第三子电极包括至少一个凸透镜形状电极；
所述凹透镜形状电极和所述凸透镜形状电极在垂直于所述下基板的厚度方向间隔设置。
8.根据权利要求6所述的液晶波导光调节器件，其特征在于，所述第二子电极包括至少一个倒三棱镜形状电极，所述第三子电极包括至少一个正三棱镜形状电极；
所述第二子电极子在所述下基板上的正投影与所述第三子电极在所述下基板上的正投影拼接为矩形。
9.根据权利要求6-8任一所述的液晶波导光调节器件，其特征在于，所述第二子电极施加第三电压信号，所述第三子电极施加第四电压信号，所述第四电压的数值为零，所述下层电极层施加所述第四电压信号；或者，
所述第二子电极施加所述第四电压信号，所述第三子电极施加第三电压信号，所述下层电极层施加所述第四电压信号。
10.根据权利要求1、2以及4-8任一所述的液晶波导光调节器件，其特征在于，所述液晶分子区域内设置向列型液晶分子。
11.根据权利要求1、2、4-8任一所述的液晶波导光调节器件，其特征在于，所述波导上包层包括氟化镁。
12.根据权利要求1、2、4-8任一所述的液晶波导光调节器件，其特征在于，所述波导下包层包括氟化镁。
13.一种液晶波导光调节系统，其特征在于，包括：光源；
起偏器，所述起偏器将所述光源发出的光转变成线偏振光；
液晶波导光调节器件，所述液晶波导光调节器件包括如权利要求1-12任一所述的液晶波导光调节器件，所述液晶波导光调节器件用于改变所述线偏振光的偏转方向。
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