一種基于電流變效應(yīng)的光束轉(zhuǎn)換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種光束轉(zhuǎn)換裝置，特別是一種基于電流變效應(yīng)的光束轉(zhuǎn)換器，主要應(yīng)用于環(huán)境檢測、物質(zhì)分析、光學(xué)加工、光學(xué)顯微、光學(xué)操控、光電檢測、信息通訊、環(huán)境監(jiān)測、過程控制、傳感技術(shù)等領(lǐng)域中的光束轉(zhuǎn)換。
【背景技術(shù)】
[0002]光束轉(zhuǎn)換需求廣泛存在于環(huán)境檢測、物質(zhì)分析、光學(xué)加工、光學(xué)顯微、光學(xué)操控、光電檢測、信息通訊、環(huán)境監(jiān)測、過程控制、傳感技術(shù)等領(lǐng)域中，并且對光束轉(zhuǎn)換器的特性要求越來越高。例如，在光學(xué)操控領(lǐng)域，不同光束聚焦特性存在顯著區(qū)別，為了達(dá)到更好的光學(xué)微操縱特性，可以通過轉(zhuǎn)換光束特性，調(diào)控物鏡前入射光場特性，實現(xiàn)所需要的光學(xué)力學(xué)分布特性；在信息通訊領(lǐng)域中，光束特性顯著影響信息傳輸行為，并且可以通過轉(zhuǎn)換光束，增加光信息傳輸量，甚至可以改變信息傳輸系統(tǒng)構(gòu)架，近期將非漩渦光束轉(zhuǎn)化成漩渦光束，利用光漩渦特性增加光信息傳輸容量。在先技術(shù)中存在一種光束轉(zhuǎn)換器，參見發(fā)明專利《一種矢量圓環(huán)形光束整形裝置》，專利號為ZL200810122104.4，專利授權(quán)公告日:2010年09年29日，在此技術(shù)中，射光束依次經(jīng)過外反射式圓錐面反射鏡、圓柱筒形曲面偏振器、內(nèi)反射式錐面反射鏡、兩平行放置的二分之一波片和擴束鏡；光源出射光束被外反射式圓錐面反射鏡發(fā)射后形成徑向傳播光束，經(jīng)過圓柱筒形曲面偏振器后，被內(nèi)反射式錐面反射鏡反射形成圓環(huán)形旋轉(zhuǎn)矢量偏振光束，通過旋轉(zhuǎn)移動部件調(diào)節(jié)兩二分之一波片光軸夾角改變偏振態(tài)，通過擴束鏡改變光束橫向尺寸。雖然在先技術(shù)具有一定的優(yōu)點，但是存在本質(zhì)不足:利用圓錐面反射原理和偏振器件對入射光的偏振分布進行調(diào)控，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜；利用二分之一波片調(diào)節(jié)偏振，器件之間距離調(diào)節(jié)橫向分布，調(diào)節(jié)靈活性差；根本上無法光場綜合調(diào)控，裝置功能不易擴充；本質(zhì)上難于實現(xiàn)小型化、集成度低、不便于集成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對上述技術(shù)的不足，提供一種基于電流變效應(yīng)的光束轉(zhuǎn)換器，具有系統(tǒng)簡單、便于實現(xiàn)、易于微型化、可調(diào)控性強、調(diào)節(jié)靈活性高、光場綜合調(diào)控、功能易于擴充、便于集成等特點。
[0004]本發(fā)明的基本構(gòu)思是:基于電流變效應(yīng)，將電流變液設(shè)置在空心光子晶體光纖的空芯腔中，多段電流變液區(qū)域在空心光子晶體光纖的空芯腔呈現(xiàn)序列排布，入射光場經(jīng)過空心光子晶體光纖一端入射，在空心光子晶體光纖內(nèi)傳播，經(jīng)過多段電流變液區(qū)域后，從空心光子晶體光纖另一端出射；電流變液陣列在外加電場作用下，結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)發(fā)生可控的變化，對經(jīng)過光場進行調(diào)控，實現(xiàn)光束可控轉(zhuǎn)化。
[0005]本發(fā)明一種基于電流變效應(yīng)的光束轉(zhuǎn)換器，包括空心光子晶體光纖、電流變液、第一電極、第二電極，空心光子晶體光纖的至少一個空芯腔中設(shè)置有電流變液；電流變液為多段電流變液液柱，在空心光子晶體光纖的空芯腔呈現(xiàn)序列排布；空心光子晶體光纖外部設(shè)置有第一電極和第二電極，第一電極和第二電極之間施加電壓時所產(chǎn)生的電場作用于空心光子晶體光纖的電流變液區(qū)域。
[0006]所述的空心光子晶體光纖為玻璃空心光子晶體光纖、樹脂空心光子晶體光纖、塑料空心光子晶體光纖中的一種。
[0007]所述的電流變液為無極材料電流變液、有機電流變液、復(fù)合材料電流變液、電子墨水中的一種。
[0008]本發(fā)明一種基于電流變效應(yīng)的光束轉(zhuǎn)換器的工作過程為:入射光場經(jīng)過空心光子晶體光纖光束入射端入射，在空心光子晶體光纖內(nèi)傳播，經(jīng)過多段電流變液液柱后，從空心光子晶體光纖的光束出射端出射；空心光子晶體光纖外部設(shè)置有第一電極和第二電極，第一電極和第二電極之間施加電壓時所產(chǎn)生的電場，作用于空心光子晶體光纖的電流變液區(qū)域，在電流變液陣列在外加電場作用下，結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)發(fā)生可控的變化，對經(jīng)過光場進行調(diào)控，實現(xiàn)光束可控轉(zhuǎn)化，調(diào)控后的光束從光束出射端出射。
[0009]本發(fā)明中電流變效應(yīng)、電流變液制備和使用、微小空間流體導(dǎo)入技術(shù)、空心光子晶體光纖技術(shù)、電場產(chǎn)生技術(shù)等均為成熟技術(shù)。本發(fā)明的發(fā)明點在于基于電流變效應(yīng)，將電流變液設(shè)置在空心光子晶體光纖的空芯腔中，多段電流變液區(qū)域在空心光子晶體光纖的空芯腔呈現(xiàn)序列排布，電流變液陣列在外加電場作用下，結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)發(fā)生可控的變化，對經(jīng)過光場進行調(diào)控，實現(xiàn)光束可控轉(zhuǎn)化，本發(fā)明給出一個系統(tǒng)簡單、便于實現(xiàn)、易于微型化、可調(diào)控性強、調(diào)節(jié)靈活性高、光場綜合調(diào)控、功能易于擴充、便于集成的基于電流變效應(yīng)的光束轉(zhuǎn)換器。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點:
1)在先技術(shù)利用圓錐面反射原理和偏振器件對入射光的偏振分布進行調(diào)控，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜；本發(fā)明是基于電流變效應(yīng)，將電流變液設(shè)置在空心光子晶體光纖的空芯腔中，多段電流變液區(qū)域在空心光子晶體光纖的空芯腔呈現(xiàn)序列排布，通過調(diào)控外加電場作用下，實現(xiàn)光束可控轉(zhuǎn)化，發(fā)揮了電流變效應(yīng)和空心光子晶體光纖特點，具有系統(tǒng)簡單、便于實現(xiàn)；
2)在先技術(shù)利用二分之一波片調(diào)節(jié)偏振，器件之間距離調(diào)節(jié)橫向分布，調(diào)節(jié)靈活性差，根本上無法光場綜合調(diào)控，；本發(fā)明將電流變液設(shè)置在空心光子晶體光纖的空芯腔中，通過外加電場調(diào)控光束轉(zhuǎn)化，本發(fā)明對光束的調(diào)控不限于偏振等單一參數(shù)調(diào)控，而是對光場進行總體調(diào)控，是綜合參數(shù)的可調(diào)控轉(zhuǎn)化，具有可調(diào)控性強和調(diào)節(jié)靈活性高特點；
3)在先技術(shù)裝置功能不易擴充，本質(zhì)上難于實現(xiàn)小型化、集成度低、不便于集成；本發(fā)明中基本構(gòu)架為空心光子晶體光纖，并且電流變液設(shè)置在空心光子晶體光纖的空芯腔中，基于光纖特性，本發(fā)明功能易于擴充、便于集成、便于微型化。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的一種實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0013]如圖1所示，一種基于電流變效應(yīng)的光束轉(zhuǎn)換器包括:空心光子晶體光纖1、電流變液2、第一電極5、第二電極6，空心光子晶體光纖I的至少一個空芯腔中設(shè)置有電流變液2 ;電流變液2為多段電流變液液柱，在空心光子晶體光纖I的空芯腔呈現(xiàn)序列排布；空心光子晶體光纖I外部設(shè)置有第一電極5和第二電極6，第一電極5和第二電極6之間施加電壓時所產(chǎn)生的電場，作用于空心光子晶體光纖I的電流變液2區(qū)域。
[0014]本實施例中空心光子晶體光纖I采用中心對稱的多芯空心光子晶體光纖，電流變液2設(shè)置在中心位置的空芯腔101中，電流變液2為無機材料電流變液，采用三段電流變液液柱，分別為第一段電流變液液柱201、第二段電流變液液柱202、第三段電流變液液柱203。
[0015]本實施例工作過程為:入射光場3經(jīng)過空心光子晶體光纖I光束入射端102入射，在空心光子晶體光纖I內(nèi)傳播，經(jīng)過第一段電流變液液柱201、第二段電流變液液柱202、第三段電流變液液柱203后，從空心光子晶體光纖I光束出射端103出射；空心光子晶體光纖I外部設(shè)置有第一電極5和第二電極6，第一電極5和第二電極6之間施加電壓時所產(chǎn)生的電場，作用于空心光子晶體光纖I的電流變液2區(qū)域，在電流變液I陣列在外加電場作用下，結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)發(fā)生可控的變化，對經(jīng)過光場進行調(diào)控，實現(xiàn)光束可控轉(zhuǎn)化，調(diào)控后的光束4從光束出射端103出射。本實施例實現(xiàn)了入射光場橫模的靈活轉(zhuǎn)換控制。本發(fā)明具有系統(tǒng)簡單、便于實現(xiàn)、易于微型化、可調(diào)控性強、調(diào)節(jié)靈活性高、光場綜合調(diào)控、功能易于擴充、便于集成等特點。
[0016]以上所述的【具體實施方式】對本發(fā)明的技術(shù)方案和有益效果進行了詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是以上所述僅為本發(fā)明的最優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的原則范圍內(nèi)所做的任何修改、補充和等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于電流變效應(yīng)的光束轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包括:空心光子晶體光纖、電流變液、第一電極、第二電極，空心光子晶體光纖的至少一個空芯腔中設(shè)置有電流變液；電流變液為多段電流變液液柱，在空心光子晶體光纖的空芯腔呈現(xiàn)序列排布；空心光子晶體光纖外部設(shè)置有第一電極和第二電極，第一電極和第二電極之間施加電壓時所產(chǎn)生的電場作用于空心光子晶體光纖的電流變液區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于電流變效應(yīng)的光束轉(zhuǎn)換器，其特征在于:所述的空心光子晶體光纖為玻璃空心光子晶體光纖、樹脂空心光子晶體光纖、塑料空心光子晶體光纖中的一種。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于電流變效應(yīng)的光束轉(zhuǎn)換器，其特征在于:所述的電流變液為無極材料電流變液、有機電流變液、復(fù)合材料電流變液、電子墨水。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于電流變效應(yīng)的光束轉(zhuǎn)換器?，F(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)復(fù)雜、調(diào)節(jié)靈活性差、功能不易擴充。本發(fā)明基于電流變效應(yīng)，將電流變液設(shè)置在空心光子晶體光纖的空芯腔中，多段電流變液區(qū)域在空心光子晶體光纖的空芯腔呈現(xiàn)序列排布，入射光場經(jīng)過空心光子晶體光纖一端入射，在空心光子晶體光纖內(nèi)傳播，經(jīng)過多段電流變液區(qū)域后，從空心光子晶體光纖另一端出射；電流變液陣列在外加電場作用下，結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)發(fā)生可控的變化，對經(jīng)過光場進行調(diào)控，實現(xiàn)光束可控轉(zhuǎn)化。本發(fā)明具有系統(tǒng)簡單、便于實現(xiàn)、易于微型化、可調(diào)控性強、調(diào)節(jié)靈活性高、光場綜合調(diào)控、功能易于擴充、便于集成等特點。
【IPC分類】G02F1-01
【公開號】CN104570405
【申請?zhí)枴緾N201510029582
【發(fā)明人】高秀敏, 楊杰, 辛青, 逯鑫淼, 顧海濤
【申請人】杭州電子科技大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月21日