CN115356869A - 一种高损伤阈值高透过率液晶空间光调制器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高损伤阈值高透过率液晶空间光调制器，其技术方案要点是包括电导层；所述电导层包括第一窗口；第二窗口，其与第一窗口平行设置；金属阴极，其设置在第一窗口和第二窗口之间；金属阳极，其设置在第一窗口和第二窗口之间，金属阴极和金属阳极分别位于第一窗口和第二窗口之间的两侧；以及放电腔，其位于第一窗口和第二窗口之间，其内存储有放电气体；金属阴极和金属阳极在高压电源的驱动下，放电腔内的放电气体发生气体放电形成等离子体，等离子体内含有大量可自由移动的电子和离子，可视为导体并作为电极使用，等离子体对激光的透过率接近百分之百，并且无损伤阈值要求，因此可大大提高液晶空间光调制器对主激光的透射率和损伤阈值。

Description

一种高损伤阈值高透过率液晶空间光调制器
技术领域
本发明涉及液晶器件领域，更具体的说，它涉及一种高损伤阈值高透过率液晶空间光调制器。
背景技术
液晶空间光调制器作为一种能够实时、动态地控制光场的振幅、相位、偏振态的光学器件，在大型激光装置的光束整形上具有重要的应用，例如美国NIF装置、OMEGA-EP装置以及欧洲的LMJ装置中，液晶空间光调制器被用于损伤点屏蔽，光束强度预补偿，提高光束强度均匀性等方面。
液晶空间光调制器在大型激光装置中应用时，其激光损伤阈值和透过率是一个重要的性能指标，电导层是液晶空间光调制器的重要组成部分，目前电导层主要使用透明导电材料氧化铟锡，该材料的激光损伤阈值较低，在红外波段透过率低，从而使液晶空间光调制器的整体激光损伤阈值和透光率低，限制了其在高功率高能量激光装置中的应用。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高损伤阈值高透过率液晶空间光调制器，金属阴极和金属阳极在高压电源的驱动下，放电腔内的放电气体发生气体放电形成等离子体，等离子体内含有大量可自由移动的电子和离子，可视为导体并作为电极代替透明导电材料使用，等离子体对激光的透过率接近百分之百，并且无损伤阈值要求，因此可大大提高液晶空间光调制器对主激光的透射率和损伤阈值。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种高损伤阈值高透过率液晶空间光调制器，包括电导层；
所述电导层包括第一窗口；
第二窗口，其与第一窗口平行设置；
金属阴极，其设置在第一窗口和第二窗口之间；
金属阳极，其设置在第一窗口和第二窗口之间，金属阴极和金属阳极分别位于第一窗口和第二窗口之间的两侧；
以及放电腔，其位于第一窗口和第二窗口之间，其内存储有放电气体。
通过采用上述技术方案，金属阴极和金属阳极在高压电源的驱动下，放电腔内的放电气体发生气体放电形成等离子体，等离子体对激光的透过率接近百分之百，并且无损伤阈值要求，因此可大大提高液晶空间光调制器对主激光的透射率和损伤阈值。
本发明进一步设置为：所述第一窗口和所述第二窗口的两侧均镀有增透膜。
通过采用上述技术方案，通过设置增透膜，能够增加第一窗口和第二窗口本身的透光率，进一步提高液晶空间光调制器对主激光的透射率。
本发明进一步设置为：所述金属阴极和金属阳极设置为铝、铁、银或合金。
本发明进一步设置为：所述金属阴极和金属阳极设置为矩形、锯齿形或圆弧形。
本发明进一步设置为：所述放电气体设置为氦气、氖气、氩气、氮气或混合气体。
本发明进一步设置为：还包括第一取向层，其设置在第二窗口远离第一窗口一侧；
液晶层，其设置在第一取向层远离第二窗口一侧；
第二取向层，其设置在液晶层远离第一取向层一侧；
以及介质反射层，其设置在第二取向层远离液晶层一侧。
本发明进一步设置为：还包括衬底，其设置在介质反射层远离第二取向层一侧；
以及像素电极，其设置在衬底内。
本发明进一步设置为：还包括阻光层，其设置在介质反射层远离第二取向层一侧；
光敏层，其设置在阻光层远离介质反射层一侧；
透明导电膜，其设置在光敏层远离阻光层一侧；
以及玻璃基片，其设置在透明导电膜远离光敏层一侧。
本发明进一步设置为：还包括高压电源，其阳极和阴极分别与金属阳极和金属阴极连接。
本发明进一步设置为：所述放电腔内的放电气体在高压电源驱动下产生低温等离子体。
综上所述，本发明相比于现有技术具有以下有益效果：
1、本发明通过放电腔内的放电气体发生气体放电形成等离子体，等离子体对激光的透过率接近百分之百，并且无损伤阈值要求，因此可大大提高液晶空间光调制器对主激光的透射率和损伤阈值；
2、本发明通过将放电气体电离之后的等离子体设置为低温等离子体，能够进一步提高液晶空间光调制器对主激光的透射率；
3、本发明通过设置增透膜，能够增加第一窗口和第二窗口本身的透光率，进一步提高液晶空间光调制器对主激光的透射率。
附图说明
图1为实施例一的整体结构的示意图；
图2为实施例二的整体结构的示意图。
图中：1、第一窗口；2、第二窗口；3、金属阴极；4、金属阳极；5、放电腔；6、第一取向层；7、液晶层；8、第二取向层；9、介质反射层；10、衬底；11、像素电极；12、高压电源；13、阻光层；14、光敏层；15、透明导电膜；16、玻璃基片。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。
下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。
实施例一：一种高损伤阈值高透过率液晶空间光调制器，参见附图1，包括电导层，具体的，电导层包括第一窗口1、与第一窗口1平行设置的第二窗口2、设置在第一窗口1和第二窗口2之间的金属阴极3、设置在第一窗口1和第二窗口2之间的金属阳极4以及设置在第一窗口1和第二窗口2之间的放电腔5。具体的，第一窗口1和第二窗口2相对设置，金属阴极3和金属阳极4分别设置在第一窗口1和第二窗口2之间的两侧，并且金属阴极3和金属阳极4都处于放电腔5当中，在放电腔5当中充入放电气体。本实施例还包括高压电源12，其阳极和阴极分别与金属阳极4和金属阴极3连接，通过设置高压电源12，能够为金属阳极4和金属阴极3提供高电压。
金属阴极3和金属阳极4连接高压电源12，金属阴极3和金属阳极4在高压电源12的驱动下，放电腔5当中的放电气体发生气体放电形成等离子体，等离子体对于激光的透过率接近百分之百，并且无损伤阈值要求，因此可大大提高液晶空间光调制器对主激光的透射率和损伤阈值。
具体的，在第一窗口1和第二窗口2之间设置有垫层(图中未示出)，垫层环绕放电腔5设置，并且将第一窗口1和第二窗口2连接在一起。金属阳极4和金属阴极3穿过垫层伸入到垫层所环绕的放电腔5当中。通过垫层的设置，能够保证放电腔5的密封，通过将金属阳极4和金属阴极3伸入到放电腔5当中，使得金属阳极4和金属阴极3能够顺利的将放电腔5当中的放电气体电离成等离子体。
具体的，在第一窗口1和第二窗口2的两侧都镀有增透膜，通过增透膜的设置，能够增加第一窗口1和第二窗口2对主激光的透射率，从而能够进一步的提高液晶空间光调制器对主激光的透射率。
具体的，金属阴极3和金属阳极4的材料不受限，可设置为铝、铁、银等纯金属或合金；金属阴极3和金属阳极4根据实际需要，选择导电性金属，可以为纯金属，也可以为合金。对于金属阴极3和金属阳极4的形状不受限，可以设置为规则形状，也可以设置为不规则形状，其主要设置形状设置的目的，是为了提高气体放电的效率和稳定性；具体的，金属阴极3和金属阳极4设置为矩形、锯齿形或圆弧形。
具体的，放电气体的种类不受限，可设置为氦气、氖气、氩气、氮气等纯净气体或混合气体；使得放电气体在高压电源的驱动下能够形成低温等离子体，低温等离子体具有更好的激光透射率。
具体的，本实施例还包括设置在第二窗口2远离第一窗口1一侧的第一取向层6、设置在第一取向层6远离第二窗口2一侧的液晶层7、设置在液晶层7远离第一取向层6一侧的第二取向层8、设置在第二取向层8远离液晶层7一侧的介质反射层9、设置在介质反射层9远离第二取向层8一侧的衬底10以及设置在衬底10内的像素电极11。主激光从电导层一侧入射，然后经过介质反射层9反射后原路返回并输出。
通过控制高压电源12的上电与否，能够控制放电腔5内是否有等离子体，从而能够在主激光到达之前，先将高压电源上电，在金属阴极3和金属阳极4的作用下，使得放电腔5内的放电气体发生气体放电形成等离子体，在通过金属阴极3和金属阳极4使得放电气体形成等离子体的时候，等离子体从放电腔5的四周开始形成，逐渐向中心扩散，直至扩散至整个放电腔5；主激光从电导层一侧入射，然后经过介质反射层9反射后原路返回并输出后，高压电源下电，从而使得放电腔5内的等离子体恢复为普通气体。
该高损伤阈值高透过率液晶空间光调制器在使用时的工作原理如下：在金属阴极3和金属阳极4连接高压电源，在高压电源的驱动下，放电腔5内的放电气体发生气体放电形成等离子体，等离子体内含有大量可自由移动的电子和离子，可视为导体并作为电极代替透明导电材料使用；等离子体对于激光的透过率接近百分之百，并且无损伤阈值要求，因此可大大提高液晶空间光调制器对主激光的透射率和损伤阈值。
实施例二：一种高损伤阈值高透过率液晶空间光调制器，参见附图2，本实施例与实施例一的区别在于，本实施例不包括衬底10和像素电极11，而包括设置在介质反射层9远离第二取向层8一侧的阻光层13、设置在阻光层13远离介质反射层9一侧的光敏层14、设置在光敏层14远离阻光层13一侧的透明导电膜15以及设置在透明导电膜15远离光敏层14一侧玻璃基片16。主激光从电导层一侧入射，写入光从玻璃基片16一侧入射。
实施例一当中公开了电寻址液晶空间光调制器的结构。而本实施例当中公开了光寻址液晶空间光调制器的结构。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高损伤阈值高透过率液晶空间光调制器，其特征在于：包括电导层；
所述电导层包括第一窗口(1)；
第二窗口(2)，其与第一窗口(1)平行设置；
金属阴极(3)，其设置在第一窗口(1)和第二窗口(2)之间；
金属阳极(4)，其设置在第一窗口(1)和第二窗口(2)之间，金属阴极(3)和金属阳极(4)分别位于第一窗口(1)和第二窗口(2)之间的两侧；
以及放电腔(5)，其位于第一窗口(1)和第二窗口(2)之间，其内存储有放电气体。
2.根据权利要求1所述的一种高损伤阈值高透过率液晶空间光调制器，其特征在于：所述第一窗口(1)和所述第二窗口(2)的两侧均镀有增透膜。
3.根据权利要求1所述的一种高损伤阈值高透过率液晶空间光调制器，其特征在于：所述金属阴极(3)和金属阳极(4)设置为铝、铁、银或合金。
4.根据权利要求1所述的一种高损伤阈值高透过率液晶空间光调制器，其特征在于：所述金属阴极(3)和金属阳极(4)设置为矩形、锯齿形或圆弧形。
5.根据权利要求1所述的一种高损伤阈值高透过率液晶空间光调制器，其特征在于：所述放电气体设置为氦气、氖气、氩气、氮气或混合气体。
6.根据权利要求1所述的一种高损伤阈值高透过率液晶空间光调制器，其特征在于：还包括第一取向层(6)，其设置在第二窗口(2)远离第一窗口(1)一侧；
液晶层(7)，其设置在第一取向层(6)远离第二窗口(2)一侧；
第二取向层(8)，其设置在液晶层(7)远离第一取向层(6)一侧；
以及介质反射层(9)，其设置在第二取向层(8)远离液晶层(7)一侧。
7.根据权利要求6所述的一种高损伤阈值高透过率液晶空间光调制器，其特征在于：还包括衬底(10)，其设置在介质反射层(9)远离第二取向层(8)一侧；
以及像素电极(11)，其设置在衬底(10)内。
8.根据权利要求6所述的一种高损伤阈值高透过率液晶空间光调制器，其特征在于：还包括阻光层(13)，其设置在介质反射层(9)远离第二取向层(8)一侧；
光敏层(14)，其设置在阻光层(13)远离介质反射层(9)一侧；
透明导电膜(15)，其设置在光敏层(14)远离阻光层(13)一侧；
以及玻璃基片(16)，其设置在透明导电膜(15)远离光敏层(14)一侧。
9.根据权利要求1所述的一种高损伤阈值高透过率液晶空间光调制器，其特征在于：还包括高压电源(12)，其阳极和阴极分别与金属阳极(4)和金属阴极(3)连接。
10.根据权利要求1所述的一种高损伤阈值高透过率液晶空间光调制器，其特征在于：所述放电腔(5)内的放电气体在金属阴极(3)和金属阳极(4)的高压电的作用下产生低温等离子体。
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