JP6051488B2 - らせん構造を有する液晶を含む位相変調器 - Google Patents
らせん構造を有する液晶を含む位相変調器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6051488B2 JP6051488B2 JP2012557481A JP2012557481A JP6051488B2 JP 6051488 B2 JP6051488 B2 JP 6051488B2 JP 2012557481 A JP2012557481 A JP 2012557481A JP 2012557481 A JP2012557481 A JP 2012557481A JP 6051488 B2 JP6051488 B2 JP 6051488B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- phase modulator
- helix
- cell
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
- G02F1/13718—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on a change of the texture state of a cholesteric liquid crystal
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/294—Variable focal length devices
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/06—Polarisation independent
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/18—Function characteristic adaptive optics, e.g. wavefront correction
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/50—Phase-only modulation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Description
ここでzは媒体中を光線が移動する距離である。
p=λ/n
ここでλは光波の波長、そしてnは液晶媒体の指数である。
― 扇形に展開する変形と、
― ねじり変形と、
― 「曲げ」、また「屈曲」とも呼ばれる曲げ変形。
― いわゆる「平面的」状態Pは、分子が垂直軸を有する、らせんの状態に相当する。
― いわゆる「焦点円錐形の」状態CPは、プラスの誘電異方性を有する液晶分子に対し、らせん軸において、電極の平面に直角方向の平均ε(イプシロン)よりも小さい、直角ε(イプシロン)が存在する状態に相当する。電圧のある状態で、変形する前のらせんは横になる傾向を有する。
― いわゆる「ホメオトロピック」状態Hは、「平面的」状態から、或いはそれが完全に巻きを解かれるまでピッチが徐々に増加するであろう「焦点円錐形の」状態から直接来る、全ての分子が垂直な状態に相当する。
― 「過渡的平面の」状態PTは、ピッチがその初期ピッチよりも大きい「平面的」状態に相当する。
nx=sinθcos(qz)、ny=sinθsin(qz)、及びnz=cosθ
f=(1/2)K22(q0−qsin2θ)+(1/2)K33q2sin2θcos2θ+(1/2)Δεε0E2sin2θ
q0はゼロの電界を伴う定数に相当する。
らせんのピッチpはπ/qに等しい。
定数K22及びK33はねじり及び「曲げ」の弾性定数に相当する。
次のパラメータ:
K3=K33/K22、Ψ=f/K22q0 2、及びe=E/Ec
を用いることにより、次の式が得られる:
Ψ=(1/2)(1−λsin2θ)+(1/2)K3Ψ2sin2θcos2θ+(1/2)(п/2e)2sin2θ
パラメータΨを最小化するために探求することにより、以下が得られる:
λ=1/(sin2θ+K3cos2θ)
及びq=q0/(sin2θ+K3cos2θ)
極角θが非常に小さいとき、
q=q0/K3=(K22/K33)q0
従ってらせんのピッチp=(K22/K33)p0
と考えることができる。
変調器は従来から、位相変調マトリックスを生成できるように、制御マトリックスによってアドレス指定され得る画素のマトリックスを含む。典型的には、画素は50μm×50μmの寸法を有し、その全体は数mmを形成する。電極は従来通り行と列で組織される。有利なことに、画素はトランジスタにより制御され、能動マトリックスを構成する。
Claims (11)
- 所与の波長範囲内で放射する、非偏光の光線位相変調器であって、それがらせん構造を有する液晶を含む少なくとも1つのセルと前記セルに電圧を加える手段とを備え、前記液晶が、電圧の点で連続的に安定な挙動を確保するために、その曲げの弾性定数(K33)よりも大きい、ねじりの弾性定数(K22)を有し、前記液晶が可視光線における動作に関して、0.5μmよりも大きい、らせんのピッチを持ち、かつ、らせんの十分な巻数を持ち、そこでらせんの軸が、電界の方向に関係なく同一である前記電界に対して、前記液晶により生み出される光学的効果を得ることを可能にする、光の伝播方向にあり、前記セルが前記波長範囲内で透明であることを特徴とする位相変調器。
- 前記液晶がコレステリック液晶であることを特徴とする、請求項1に記載の位相変調器。
- 前記液晶がネマチック液晶とコレステリック分子を含む混合物であることを特徴とする、請求項1に記載の位相変調器。
- 前記液晶が塩化コレステリルとミリスチン酸コレステリルの混合物であることを特徴とする、請求項1に記載の位相変調器。
- 前記セルの厚さ及び前記らせんのピッチが、前記らせん構造において少なくとも一巻きのらせんを生成するように測られることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の位相変調器。
- 前記変調器が空間光変調器を構成するように、前記セルのマトリックス配置を備えることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の位相変調器。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の位相変調器と、前記位相変調器によって変調されることが意図される発光源とを備えることを特徴とする、光学装置。
- 請求項7に記載の位相変調器を含むことを特徴とする、可変の焦点距離を有するレンズ。
- 変位手段に結合された少なくとも1つのレンズと、請求項8に記載の可変焦点距離を有する1つのレンズとを備えることを特徴とする、ズームレンズ。
- 請求項6に記載の位相変調器と、前記変調器の出力における位相測定手段と、前記位相変調器に作用するフィードバック手段とを備えることを特徴とする、光線の波面を修正するための装置。
- らせんのピッチは、1.23μmから1.45μmの間である請求項1記載の位相変調器。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1001004A FR2957429B1 (fr) | 2010-03-12 | 2010-03-12 | Modulateur de phase a base de cristal liquide a structure helicoidale |
FR10/01004 | 2010-03-12 | ||
PCT/EP2011/053392 WO2011110526A1 (fr) | 2010-03-12 | 2011-03-07 | Modulateur de phase a base de cristal liquide a structure helicoidale |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013522668A JP2013522668A (ja) | 2013-06-13 |
JP6051488B2 true JP6051488B2 (ja) | 2016-12-27 |
Family
ID=42849500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012557481A Expired - Fee Related JP6051488B2 (ja) | 2010-03-12 | 2011-03-07 | らせん構造を有する液晶を含む位相変調器 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8797497B2 (ja) |
EP (1) | EP2545409B1 (ja) |
JP (1) | JP6051488B2 (ja) |
FR (1) | FR2957429B1 (ja) |
WO (1) | WO2011110526A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2957429B1 (fr) * | 2010-03-12 | 2012-08-17 | Commissariat Energie Atomique | Modulateur de phase a base de cristal liquide a structure helicoidale |
FR2979154B1 (fr) | 2011-08-18 | 2014-04-11 | Commissariat Energie Atomique | Procede de realisation d'un dispositif de phase a base de cristal liquide twiste a structure optimisee fonctionnant en lumiere non polarisee |
US11327385B2 (en) | 2012-09-30 | 2022-05-10 | Optica Amuka (A.A.) Ltd. | Polarization-insensitive phase modulator |
WO2017158486A1 (en) * | 2016-03-16 | 2017-09-21 | Optica Amuka (A.A.) Ltd. | Polarization-insensitive phase modulator |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH621200A5 (ja) * | 1978-03-22 | 1981-01-15 | Ebauches Sa | |
JPS6086521A (ja) * | 1983-10-18 | 1985-05-16 | Fujitsu Ltd | 相転移型液晶表示素子 |
DE4340271A1 (de) * | 1993-11-26 | 1995-06-01 | Nokia Deutschland Gmbh | Flüssigkristallanzeige |
JPH09243806A (ja) * | 1996-03-13 | 1997-09-19 | Olympus Optical Co Ltd | 光学特性可変光学素子 |
DE69732193T2 (de) * | 1996-05-08 | 2005-12-22 | Hitachi, Ltd. | In der Ebene schaltende Flüssigkristallanzeige mit aktiver Matrix |
DE602004023641D1 (de) * | 2003-11-27 | 2009-11-26 | Asahi Glass Co Ltd | Optisches element mit einem flüssigkristall mit optischer isotropie |
WO2007075676A2 (en) * | 2005-12-19 | 2007-07-05 | Kent State University | Electronically-controllable polarization independent liquid crystal optical medium and devices using same |
FR2957429B1 (fr) * | 2010-03-12 | 2012-08-17 | Commissariat Energie Atomique | Modulateur de phase a base de cristal liquide a structure helicoidale |
-
2010
- 2010-03-12 FR FR1001004A patent/FR2957429B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-03-07 WO PCT/EP2011/053392 patent/WO2011110526A1/fr active Application Filing
- 2011-03-07 JP JP2012557481A patent/JP6051488B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2011-03-07 EP EP11706616.7A patent/EP2545409B1/fr not_active Not-in-force
- 2011-03-07 US US13/581,461 patent/US8797497B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2545409A1 (fr) | 2013-01-16 |
EP2545409B1 (fr) | 2013-10-02 |
US8797497B2 (en) | 2014-08-05 |
WO2011110526A1 (fr) | 2011-09-15 |
FR2957429A1 (fr) | 2011-09-16 |
US20120327356A1 (en) | 2012-12-27 |
FR2957429B1 (fr) | 2012-08-17 |
JP2013522668A (ja) | 2013-06-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105022180B (zh) | 包括由lc单元构成的可变光学衰减单元的距离测量模块 | |
TWI515495B (zh) | 高速液晶偏極化調變器 | |
JP3993000B2 (ja) | 液晶表示装置のリターデーションの設定方法 | |
JP4080245B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
JP4145535B2 (ja) | 液晶表示装置のリターデーション設定方法 | |
JPH1055003A (ja) | ツイステッド液晶装置、アセンブリおよび液晶装置 | |
Chen et al. | A polarizer-free liquid crystal lens exploiting an embedded-multilayered structure | |
US20100208176A1 (en) | Wide Viewing Angle Transflective Liquid Crystal Displays | |
JP2582723B2 (ja) | ねじれ強誘電性液晶光学装置及びグレースケール変調方法 | |
KR20150121167A (ko) | 광학 액정 위상 변조기 | |
JP6051488B2 (ja) | らせん構造を有する液晶を含む位相変調器 | |
JP2018501524A (ja) | 液晶色消し位相変調器 | |
Ye et al. | Polarization-independent liquid crystal lens with four liquid crystal layers | |
JP3776844B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
JP2009276624A (ja) | 液晶レンズ及びそれを用いた視力補正装置 | |
Wang et al. | Properties of liquid crystal lens with stacked structure of liquid crystal layers | |
US20220326468A1 (en) | System and method for interference fringe stabilization | |
TW200819870A (en) | Transflective liquid crystal display | |
JP6051495B2 (ja) | 偏向しない光の下で動作する最適化された構造を有する、ねじれ液晶に基づく位相素子の製作方法 | |
Scharf et al. | An adaptive microlens formed by homeotropic aligned liquid crystal with positive dielectric anisotropy | |
Gong et al. | Electric-field-controlled optical beam splitter using the Kerr effect and the Nb/(Ta+ Nb) composition ratio gradient | |
KR20190037955A (ko) | 광학 소자 | |
Lin et al. | Electrically-tunable liquid crystal lenses and applications | |
JP2008197640A (ja) | 光学素子および光ヘッド装置 | |
JP2012523591A (ja) | 光学用途用位相変調装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140128 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140327 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140910 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140916 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20141215 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20150116 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20150205 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150303 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150213 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150402 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150430 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150709 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160105 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160301 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160823 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160920 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161111 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6051488 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |