RU2681664C1 - Адаптивный поляризационный фильтр - Google Patents
Адаптивный поляризационный фильтр Download PDFInfo
- Publication number
- RU2681664C1 RU2681664C1 RU2018100322A RU2018100322A RU2681664C1 RU 2681664 C1 RU2681664 C1 RU 2681664C1 RU 2018100322 A RU2018100322 A RU 2018100322A RU 2018100322 A RU2018100322 A RU 2018100322A RU 2681664 C1 RU2681664 C1 RU 2681664C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polarization
- liquid crystal
- elements
- liquid crystals
- optically transparent
- Prior art date
Links
- 230000010287 polarization Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 title claims abstract description 12
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000004988 Nematic liquid crystal Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 13
- 230000001629 suppression Effects 0.000 abstract description 6
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/28—Interference filters
- G02B5/285—Interference filters comprising deposited thin solid films
- G02B5/287—Interference filters comprising deposited thin solid films comprising at least one layer of organic material
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/203—Filters having holographic or diffractive elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
Abstract
Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в интерференционных оптических фильтрах, приборах защиты от ослепляющего излучения, для обеспечения безопасности движения транспортных средств. Адаптивный поляризационный фильтр содержит последовательно установленные оптически прозрачные системы с использованием оптически прозрачного вещества и последовательностей жидкокристаллических пленок. В него введены стеклянные подложки с нанесенными на них прозрачными электродами для управления свойствами низкомолекулярных жидких кристаллов, заключенных в полимерную матрицу, поляризационные голографические решетки, записанные в жидкокристаллических композитах, вращатель плоскости поляризации па основе нематических жидких кристаллов, источники постоянного и переменного напряжения, регистратор интенсивности приходящего света, система управления элементами электродов и устройств, включенных в оптическое соединение фильтра совместно с ЭВМ на базе микропроцессора. Технический результат - обеспечение малых потерь падающего излучения, исключение рассеяния поляризационных составляющих проходящего света с возможностью их одинакового подавления, уменьшение толщины, упрощение управления элементами устройства, обеспечение работы в статическом режиме при ручном управлении и динамическом в автоматическом режиме. 1 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам оптического приборостроения, интерференционным оптическим фильтрам, приборам защиты от ослепляющего излучения, для обеспечения безопасности движения транспортных средств.
Известен адаптивной поляризационный фильтр, патент РФ 2464596, используемый для защиты от излучения. Фильтр содержит две последовательности пространственно разнесенных жидкокристаллических пленок с системами электродов, формирующих в пленках пространственную оптическую анизотропию.
Недостатками данного аналога являются большие потери падающего излучения из-за поглощения света жидкокристаллическим слоем, неодинаковость подавления ортогональных поляризационных составляющих излучения.
Наиболее близким по технической сущности и выбранным в качестве прототипа является "Адаптивный поляризационный фильтр", патент РФ 2413256. Данное устройство имеет наиболее схожую структуру с заявленным адаптивным поляризационным фильтром.
Недостатки прототипа:
1. Большие потери падающего излучения из-за поглощения в жидкокристаллических пленках.
2. Существенная величина рассеяния каждой поляризационной составляющей проходящего света из-за разнесения жидкокристаллических пленок в пространстве.
3. Различие в подавлении ортогональных составляющих излучения.
4. Трудоемкая технология изготовления с высокой себестоимостью изделия.
5. Большие габариты фильтра со сложной системой управления работой устройства.
Задачей (техническим результатом) предлагаемого изобретения является: создание поляризационного фильтра с малыми потерями падающего излучения и исключение рассеяния поляризационных составляющих проходящего света с возможностью их одинакового подавления, с незначительной толщиной, упрощенной системой управления элементами устройства, работой в статическом режиме при ручном управлении и динамическом в автоматическом режиме, малой себестоимостью, адаптивного к поляризованному и естественному свету.
Данный технический результат достигается тем, что в известное устройство, патент на изобретение РФ 2413256, адаптивный поляризационный фильтр содержащий последовательно установленные оптически прозрачные системы с использованием оптически прозрачного диэлектрического вещества и последовательностей жидкокристаллических пленок введены: стеклянные подложки с нанесенными на них прозрачными электродами для управления свойствами низкомолекулярных жидких кристаллов заключенных в полимерную матрицу, поляризационные голографические решетки записанные в жидкокристаллических композитах, вращатель плоскости поляризации на основе нематических жидких кристаллов, источники постоянного и переменного напряжения, регистратор интенсивности проходящего света, система управления элементами электродов и устройств, включенных в оптическое соединение фильтра совместно с ЭВМ на базе микропроцессора.
На чертеже изображена схема оптического соединения предлагаемого адаптивного поляризационного фильтра.
Адаптивный поляризационный фильтр содержит стеклянную подложку 1, прозрачное покрытие с электродами 2, поляризационную голографическую дифракционную решетку 3, вращатель плоскости поляризации 4, регистратор интенсивности проходящего света 5, источник постоянного и переменного напряжения 6, систему управления совместно с ЭВМ для обеспечения работоспособности всех элементов фильтра 7.
Устройство работает следующим образом:
Адаптивный поляризационный фильтр собирается согласно схеме оптического соединения представленного на чертеже. Для восприятия технологии создания устройств на основе жидких кристаллов заключенных в полимерную матрицу следует указать на их основные свойства и возможности. Жидкие кристаллы одновременно обладают признаками кристалла и жидкости. Их субстанция прозрачная. Молекулы жидких кристаллов переориентируются во внешнем электрическом поле и изменяют поляризацию света, проходящего через их слои. В основе всех элементов, содержащих жидкие кристаллы, включенных в оптическое соединение, изображенное на чертеже лежит единый конструктивный принцип - субстанция жидких кристаллов 3 и 4 заключенных в полимерную матрицу располагается между двумя параллельными друг к другу стеклянными пластинами 1 с нанесенными на них прозрачными покрытиями с электродами 2. Поляризационные голографические решетки 3 регистрировались предварительно в области суперпозиции двух когерентных волн равной интенсивности со взаимно ортогональными поляризациями (λ=658 нм). Угол схождения интерферирующих волн порядка единиц градусов. Под влиянием стационарного интерференционного поля в исходной композиции происходила полимеризация мономера. В результате формировалась поляризационная решетка с периодически изменяющимися ориентациями молекул нематического жидкого кристалла. Вращатель плоскости поляризации 4 состоит из двух подложек с электродами для подключения потенциала и жидких кристаллов между ними. Молекулы кристалла от одной подложки до другой повернуты на 90 градусов если между пластинами отсутствует напряжение. Когда подается потенциал, то молекулы строго ориентируются вдоль поля. Промежуточное значение потенциала позволяет вращать плоскость поляризации при прохождении света через устройство.
Излучение, попадающее на вход адаптивного поляризационного светофильтра проходит через первые элементы 1-3 оптического соединения -дифракционную решетку как поляризатор, ориентированную, например, по вертикали, далее через нейтральный вращатель 4 к элементам 2-3 второй дифракционной решетки как анализатора, ориентированного, например, горизонтально. Скрещенные под углом 90 градусов поляризатор и анализатор подавляют практически полностью падающее на фильтр излучение. Для естественного света включается в работу вращатель 4, что позволяет выделять отдельные компоненты падающего на анализатор излучение и добиваться его подавления. Автоматизация данных процессов осуществляется элементами 5-7 поляризационного фильтра.
Таким образом набор перечисленных элементов позволяет решить заявленную техническую задачу - создание эффективного поляризационного фильтра с малыми потерями падающего излучения и исключением рассеяния поляризационных составляющих проходящего света с возможностью их одинакового подавления, из-за оптического контакта и отсутствия зазоров между элементами, фильтр имеет малую толщину, трудоемкость его изготовления и себестоимость обусловлены стандартными комплектующими и не велики по сравнению с изготовлением элементов аналога и прототипа, система управления работой элементов упрощена из-за их малого количества и не широкого изменения функций, может работать в статическом режиме при ручном управлении и динамическом в автоматическом режиме, фильтр адаптирован к поляризованному и естественному свету.
Claims (1)
- Адаптивный поляризационный фильтр, содержащий последовательно установленные оптически прозрачные системы с использованием оптически прозрачного вещества и последовательностей жидкокристаллических пленок, отличающийся тем, что в него введены стеклянные подложки с нанесенными на них прозрачными электродами для управления свойствами низкомолекулярных жидких кристаллов, заключенных в полимерную матрицу, поляризационные голографические решетки, записанные в жидкокристаллических композитах, вращатель плоскости поляризации на основе нематических жидких кристаллов, источники постоянного и переменного напряжения, регистратор интенсивности проходящего света, систему управления элементами электродов и устройств, включенных в оптическое соединение фильтра совместно с ЭВМ на базе микропроцессора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018100322A RU2681664C1 (ru) | 2018-01-09 | 2018-01-09 | Адаптивный поляризационный фильтр |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018100322A RU2681664C1 (ru) | 2018-01-09 | 2018-01-09 | Адаптивный поляризационный фильтр |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2681664C1 true RU2681664C1 (ru) | 2019-03-12 |
Family
ID=65806155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018100322A RU2681664C1 (ru) | 2018-01-09 | 2018-01-09 | Адаптивный поляризационный фильтр |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2681664C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0950024A (ja) * | 1995-08-09 | 1997-02-18 | Dainippon Printing Co Ltd | ホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置 |
| US20080278675A1 (en) * | 2005-03-01 | 2008-11-13 | Dutch Polymer Institute | Polarization Gratings in Mesogenic Films |
| RU83143U1 (ru) * | 2008-12-09 | 2009-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики" | Оптически управляемый жидкокристаллический модулятор света просветного типа |
| RU2413256C1 (ru) * | 2009-09-07 | 2011-02-27 | Владимир Леонтьевич Крапивин | Адаптивный поляризационный фильтр (апф) |
-
2018
- 2018-01-09 RU RU2018100322A patent/RU2681664C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0950024A (ja) * | 1995-08-09 | 1997-02-18 | Dainippon Printing Co Ltd | ホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装置 |
| US20080278675A1 (en) * | 2005-03-01 | 2008-11-13 | Dutch Polymer Institute | Polarization Gratings in Mesogenic Films |
| RU83143U1 (ru) * | 2008-12-09 | 2009-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики" | Оптически управляемый жидкокристаллический модулятор света просветного типа |
| RU2413256C1 (ru) * | 2009-09-07 | 2011-02-27 | Владимир Леонтьевич Крапивин | Адаптивный поляризационный фильтр (апф) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101547582B1 (ko) | 액정 표시 소자 | |
| KR101507048B1 (ko) | 로우 트위스트 카이랄 액정 편광 격자들 및 관련된 제조 방법들 | |
| US20170139203A1 (en) | Broadband Optics for Manipulating Light Beams and Images | |
| Park et al. | Concept of a liquid-crystal polarization beamsplitter based on binary phase gratings | |
| US10551648B2 (en) | Switchable liquid crystal display device | |
| CN107077023B (zh) | 含有聚合物的散射型垂直取向的液晶器件 | |
| JP2003528340A (ja) | 横電場をベースとする液晶格子 | |
| JP2019536104A (ja) | ブルー相の液晶を含む光学部品、及びそのような光学部品を作製するための方法 | |
| RU2681664C1 (ru) | Адаптивный поляризационный фильтр | |
| Weng et al. | High-efficiency and fast-switching field-induced tunable phase grating using polymer-stabilized in-plane switching liquid crystals with vertical alignment | |
| TWI556032B (zh) | 網狀聚合物安定化之可撓變電性極化 | |
| JP3336934B2 (ja) | 高分子分散型液晶素子及びその製造方法 | |
| KR20160107706A (ko) | 액정 필름 | |
| CN111727206A (zh) | 聚合性液晶组合物、光学各向异性膜、光学膜、偏振片及图像显示装置 | |
| GB2317963A (en) | Method of aligning liquid crystals | |
| Zharkova et al. | Effect of yttrium oxide nanoparticles on the dielectric properties and dynamics of the formation of holographic polymer–liquid-crystal composites | |
| JP2016009172A (ja) | 調光装置および区画部材 | |
| RU2582208C2 (ru) | Способ управления амплитудой и направлением электрического поля в слое жидкого кристалла, устройство для управления амплитудой и направлением электрического поля в слое жидкого кристалла и жидкокристаллический модулятор света | |
| KR940006340B1 (ko) | 액정 선편광기 | |
| Simonenko | Optical characteristics of liquid-crystal modulators based on electric-field-controlled birefringence in various low-thickness planar structures | |
| Nersisyan et al. | Vector vortex waveplates with tunable spectrum and switchable topological charge | |
| CN109683375A (zh) | 液晶模块 | |
| Ivanova et al. | Two-coordinate electrically controlled liquid-crystal optical phase wedge | |
| Chang et al. | Optimizing polarization efficiency of optically anisotropic films cast from lyotropic chromonic liquid crystals on surface-modified triacetyl cellulose films | |
| JP2013140195A (ja) | 液晶分子配向基板、液晶表示素子、およびそれらの製造方法 |