紫外和/或深紫外区的电光调制方法、器件及应用

本发明涉及光学调制，尤其涉及一种紫外和/或深紫外区的电光调制方法、器件及应用。

背景技术：

1、当液晶的两端被施加电压时，液晶分子会发生偏转，导致液晶的双折射系数发生变化，这种效应被称为电光克尔效应。在电光克尔效应下，双折射可以通过外部电场进行精细且稳定的调节，从而能够连续调制光的偏振、相位延迟、强度或光谱。这种电光调制器已广泛用于可见光和红外光谱区域，但迄今为止在深紫外及紫外(uv)区域(＜350nm)中尚未使用，尽管该区域具有重大的技术意义，例如光刻、高密度数据存储、uv-c激光束整形器、空气和水净化、杀菌和生物医学仪器系统以及眼科手术工具。这些综合市场价值数十亿美元或更多，这为uv区域的光调制提供了强大的应用动力。

2、一些现有技术尝试在紫外及深紫外区域中进行光电调制，例如中国发明专利cnl09946857a与cn1 15558130a，分别为基于克顿莫顿效应的磁调紫外及深紫外器件或基于机械拉伸-压缩调控紫外及深紫外光器件；这两个现有技术所提供的调控方法没有涉及到电调控，操作不便，不易精细控制且很难与其他技术集成应用。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种紫外和/或深紫外区的电光调制方法、器件及应用。

2、为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

3、第一方面，本发明提供一种紫外和/或深紫外区的电光调制方法，其包括：

4、使偏振光透过液晶材料体，并沿所述偏振光的传播方向的交叉方向对所述液晶材料体施加交流电场，以调节所述偏振光的偏振角度；

5、其中，所述偏振光涉及紫外和/或深紫外波段，所述液晶材料体包括分散介质以及均匀分散于所述分散介质中的二维无机液晶材料。

6、第二方面，本发明还提供一种紫外和/或深紫外区的电光调制器件，其包括：

7、容置腔室，所述容置腔室中容纳有液晶材料体，所述液晶材料体包括分散介质以及均匀分散于所述分散介质中的二维无机液晶材料，且所述容置腔室的具有透明壁面，以使涉及紫外和/或深紫外波段的偏振光能够沿传播方向透射所述容置腔室及其中的液晶材料体；

8、以及，沿所述传播方向的交叉方向设置的电极，用于对所述液晶材料体施加交流电场。

9、第三方面，本发明还提供上述电光调制方法或上述电光调制器件在紫外探测、微纳加工、光学调制、光通信领域中的应用。

10、基于上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：

11、本发明所提供的电光调制方法及器件能够在波长为100-280nm的深紫外及波长为280-400mm的紫外光照射下保持稳定，通过调节外加交流电场的强度即可连续调节紫外光及深紫外光的偏振方向，通过与检偏器的配合能够控制紫外及深紫外光透明状态以及透过率的大小，不需要额外地添加定向层，组装方便，响应速度快，稳定性好且成本低廉，能够广泛地应用于紫外探测、微纳加工、光学调制与光通信等领域。

12、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使本领域技术人员能够更清楚地了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合详细附图说明如后。

技术特征：

1.一种紫外和/或深紫外区的电光调制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电光调制方法，其特征在于，所述二维无机液晶材料的禁带宽度不低于4.0ev，克尔系数不低于1.0×10-5mv-2；

3.根据权利要求1所述的电光调制方法，其特征在于，所述二维无机液晶材料包括α-磷酸氢锆、贝德石、三水铝石，云母中的任意一种或两种以上的组合，进一步优选为α-磷酸氢锆。

4.根据权利要求1或2所述的电光调制方法，其特征在于，所述交流电场的频率在10khz以上；

5.一种紫外和/或深紫外区的电光调制器件，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的电光调制器件，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求6所述的电光调制器件，其特征在于，所述起偏器和检偏器的偏振方向相互垂直。

8.根据权利要求5所述的电光调制器件，其特征在于，沿所述传播方向，所述液晶材料体的厚度为5-15mm。

9.根据权利要求5所述的电光调制器件，其特征在于，在所述偏振光的传播路径中，所述液晶材料体与所述容置腔室直接接触。

10.权利要求1-4中任意一项所述的电光调制方法或权利要求5-9中任意一项所述的电光调制器件在紫外探测、微纳加工、光学调制或光通信领域中的应用。

技术总结
本发明公开了一种紫外和或深紫外区的电光调制方法、器件及应用。所述电光调制方法包括：使偏振光透过液晶材料体，并沿偏振光的传播方向的交叉方向对液晶材料体施加交流电场，以调节偏振光的偏振角度；偏振光涉及紫外和或深紫外波段，液晶材料体包括分散介质以及均匀分散于所述分散介质中的二维无机液晶材料。本发明所提供的方法及器件能够在深紫外及紫外光照射下保持稳定，通过调节外加交流电场的强度即可连续调节紫外光及深紫外光的偏振方向，通过与检偏器的配合能够控制透明状态以及透过率的大小，不需要额外地添加定向层，组装方便，响应速度快，稳定性好且成本低廉，能够广泛地应用于紫外探测、微纳加工、光学调制与光通信等领域。

技术研发人员：赵志刚,陈志伟
受保护的技术使用者：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/6/11