ТОНКИЙ ПОЛЯРИЗАТОР НА ЖИДКИХ КРИСТАЛЛАХ (ТПЖК) Российский патент 2015 года по МПК F21V9/14 G02F1/1347 

Изобретение относится к преобразователям неполяризованного излучения в поляризованное излучение и может использоваться в антиослепительных системах, базирующихся в своей работе на поляризованном излучении для повышения безопасности движения транспортных средств; изобретение может быть использовано также в устройствах отображения информации и в других областях.

Известны устройства для транспорта, использующие для получения поляризованного излучения источник неполяризованного излучения и поляризатор излучения [1, 2].

Недостатками известных устройств являются большие габариты устройства и необходимость взаимной юстировки разнесенных в пространстве узлов поляризатора [1, 2].

Наиболее близким по технической сущности и выбранным в качестве прототипа является "Универсальный комбинированный поляризатор излучения" [1], содержащий систему формирователей - поляризаторов излучения, которая включает систему разделителей ортогональных поляризационных составляющих излучения, систему формирователей направленности лучей и систему пространственно согласующих вращателей поляризационных составляющих излучения.

Недостатки прототипа:

1. Большие габариты при применении объемной системы формирователей-поляризаторов излучения и существенна толщина при построении плоского поляризатора излучения.

2. Сложна технология построения пилообразных разделителей ортогональных поляризационных составляющих излучения с использованием двулучепреломляющего вещества и необходимость применения двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов с большой величиной двулучепреломления.

Заявляемое техническое решение в приложении к преобразователям неполяризованного излучения в поляризованное излучение направлено на получение компактной и технологичной конструкции поляризатора излучения.

1. Это достигается тем, что в известном "Универсальном комбинированном поляризаторе излучения" [1], содержащем систему пространственных разделителей поляризационных составляющих излучения, оптически прозрачное диэлектрическое вещество, а также пространственно согласующий вращатель поляризационных составляющих излучения, в тонкий поляризатор на жидких кристаллах (ТПЖК) (Фиг. 1) введен блок формирования управляющих потенциалов, а система пространственных разделителей поляризационных составляющих излучения включает, по крайней мере, две последовательно установленные пленки двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК) (1), поверхности которых содержат, по крайней мере, один ориентант и системы электродов (5), при этом ориентант в каждой из них при приложении к системам электродов (5) управляющих потенциалов ориентирует большие оси молекул жидких кристаллов (ЖК) (1) таким образом, что в пленках двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК) (1) в соответствии с распределением электрического поля формируется оптическая анизотропия, параметры которой существенно соответствуют цилиндрическим или сферическим линзам, а системы электродов расположены таким образом, что при подаче на них управляющих потенциалов сформированные цилиндрические или сферические линзы в одной пленке смещены относительно линз в другой пленке и пространственно разделяют ортогональные поляризационные составляющие проходящего через них оптического излучения, которые далее проходят через соответствующие зоны пространственно согласующего вращателя плоскости поляризации (3), где приводятся к однотипной поляризации.

2. Кроме того, содержит формирователь направленности лучей - выходную последовательно установленную пленку двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК) (2), поверхности которой содержат системы электродов, формирующих при подаче на них управляющих потенциалов системы цилиндрических или сферических линз, пространственное расположение которых соответствует сформированным лучам системы пространственных разделителей поляризационных составляющих излучения.

3. Кроме того, поверхности пространственно согласующего вращателя поляризационных составляющих излучения (3) содержат системы оптически прозрачных электродов.

4. Кроме того, между пространственно согласующим вращателем поляризационных составляющих излучения (3) и формирователем направленности лучей и/или системой пространственных разделителей поляризационных составляющих излучения введен, по крайней мере, один оптически прозрачный экранирующий электрод (8).

5. Кроме того, между последовательно установленными пленками двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК) (1) системы пространственных разделителей поляризационных составляющих излучения введен вращатель плоскости поляризации (6).

6. Кроме того, системы электродов (5), формирующих при подаче на них управляющих потенциалов системы цилиндрических или сферических линз, выполнены на одной поверхности пленок двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК) (2) в виде узких проводников, а на другой поверхности в виде узких проводников или широкими, оптически прозрачными.

7. Кроме того, системы электродов (5), формирующих при подаче на них управляющих потенциалов системы цилиндрических или сферических линз, по крайней мере, на одной из поверхностей каждой из пленок двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК) (2), выполнены в виде последовательностей вертикально установленных многослойных углеродных нанотрубок.

8. Кроме того, содержит выходной поляризационный фильтр (8).

9. Кроме того, оптические системы имеют просветляющее покрытие.

10. Кроме того, содержит систему защиты от теплового излучения.

11. Кроме того, содержит систему термостабилизации.

Предложенное техническое решение поясняется с помощью Фиг. 1…Фиг. 4.

На Фиг. 1a показан фрагмент тонкого поляризатора на жидких кристаллах (ТПЖК), содержащего систему пространственных разделителей поляризационных составляющих излучения, которая включает две последовательно установленные пленки двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК) (1), соответственно с начальной планарной и гомеотропной ориентацией молекул ЖК и ортогонально нанесенным ориентантом, пространственно согласующий вращатель поляризационных составляющих излучения (3) и системы электродов (5), формирующих линзы.

На Фиг. 1b показан фрагмент тонкого поляризатора на жидких кристаллах (ТПЖК), содержащего систему пространственных разделителей поляризационных составляющих излучения, которая включает две последовательно установленные пленки двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК) (1), соответственно с начальной планарной и гомеотропной ориентацией молекул ЖК и ортогонально нанесенным ориентантом, пространственно согласующий вращатель поляризационных составляющих излучения (3), формирователь направленности лучей - выходную, последовательно установленную пленку двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК) (2) с начальной планарной ориентацией и системы электродов (5), формирующих линзы.

На Фиг. 2a показан фрагмент тонкого поляризатора на жидких кристаллах (ТПЖК), содержащего систему пространственных разделителей поляризационных составляющих излучения, которая включает две последовательно установленные пленки двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК) (1) с начальной планарной ориентацией молекул жидких кристаллов и вращателем плоскости поляризации между ними (6), пространственно согласующий вращатель поляризационных составляющих излучения (3), формирователь направленности лучей - выходную последовательно установленную пленку двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК) (2), с начальной планарной ориентацией и системы электродов (5), формирующих линзы.

На Фиг. 2b показан фрагмент тонкого поляризатора на жидких кристаллах (ТПЖК), содержащего систему пространственных разделителей поляризационных составляющих излучения, которая включает две последовательно установленные пленки двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК) (1) с начальной планарной ориентацией молекул жидких кристаллов и вращателем плоскости поляризации между ними (6), пространственно согласующий вращатель поляризационных составляющих излучения (3) и формирователь направленности лучей - выходную, последовательно установленную пленку двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК) (2), с начальной планарной ориентацией, рассеивающей выходное излучение при подаче на системы электродов (5), формирующих линзы соответствующего управляющего потенциала.

На Фиг. 3a показан фрагмент тонкого поляризатора на жидких кристаллах (ТПЖК), содержащего систему пространственных разделителей поляризационных составляющих излучения, которая включает две последовательно установленные пленки двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК) (1) с начальной планарной ориентацией молекул жидких кристаллов и вращателем плоскости поляризации между ними (6), пространственно согласующий вращатель поляризационных составляющих излучения (3), формирователь направленности лучей - выходную, последовательно установленную пленку двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК) (2), с начальной гомеотропной ориентацией, и системы электродов (5), формирующих линзы.

На Фиг. 3b показан фрагмент тонкого поляризатора на жидких кристаллах (ТПЖК), содержащего систему пространственных разделителей поляризационных составляющих излучения, которая включает две последовательно установленные пленки двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК) (1) с начальной планарной ориентацией молекул жидких кристаллов и вращателем плоскости поляризации между ними (6), пространственно согласующий вращатель поляризационных составляющих излучения (3), формирователь направленности лучей - выходную, последовательно установленную пленку двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК) (2), с начальной гомеотропной ориентацией, оптически прозрачный экранирующий электрод (4) и системы электродов (5), формирующих линзы.

На Фиг. 3c показан фрагмент тонкого поляризатора на жидких кристаллах (ТПЖК), содержащего систему пространственных разделителей поляризационных составляющих излучения, которая включает две последовательно установленные пленки двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК) (1) с начальной планарной ориентацией молекул жидких кристаллов и вращателем плоскости поляризации между ними (6), пространственно согласующий вращатель поляризационных составляющих излучения (3), формирователь направленности лучей - выходную последовательно установленную пленку двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК) (2), с начальной гомеотропной ориентацией, выходной поляризационный фильтр (8) и системы электродов (5), формирующих линзы.

На Фиг. 4 показан профиль электрического поля, формируемого углеродными нанотрубками (9), при подаче на системы электродов (5) тонкого поляризатора на жидких кристаллах (ТПЖК) управляющих потенциалов.

На Фиг. 1…Фиг. 4 и в тексте приняты следующие обозначения:

1 - пленки двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК),

2 - формирователь направленности лучей - выходная последовательно установленная пленка двулучепреломляющего вещества на молекулах ЖК,

3 - пространственно согласующий вращатель поляризационных составляющих излучения,

4 - оптически прозрачный экранирующий электрод,

5 - системы электродов, формирующих линзы,

6 - вращатель плоскости поляризации,

7 - оптически прозрачное диэлектрическое вещество,

8 - выходной поляризационный фильтр,

9 - последовательности вертикально установленных многослойных углеродных нанотрубок.

Т.о., заявляемое устройство - тонкий поляризатор на жидких кристаллах (ТПЖК) (Фиг. 1…Фиг. 3) содержит:

Блок формирования управляющих потенциалов, систему пространственных разделителей поляризационных составляющих излучения, которая включает, по крайней мере, две последовательно установленные пленки двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК) (1), каждая из которых содержит, по крайней мере, один ориентант, оптически прозрачное вещество (7), системы электродов (5), формирующие системы цилиндрических или сферических линз, пространственно согласующий вращатель поляризационных составляющих излучения (3), и дополнительно введен формирователь направленности лучей - выходная, последовательно установленная пленка двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК) (2), поверхности пространственно согласующего вращателя поляризационных составляющих излучения (3) содержат системы оптически прозрачных электродов, введены, по крайней мере, один оптически прозрачный экранирующий электрод (8), вращатель плоскости поляризации (6), системы электродов (5), выполнены на одной поверхности в виде узких проводников, а на другой поверхности в виде узких проводников или широкими, оптически прозрачными, системы электродов (5), по крайней мере, на одной из поверхностей каждой из пленок выполнены в виде последовательностей вертикально установленных многослойных углеродных нанотрубок (9), содержит выходной поляризационный фильтр (8), устройство коррекции и управления фокусным расстоянием сформированных цилиндрических или сферических линз, а также систему защиты от теплового излучения и систему термостабилизации.

Устройство работает следующим образом.

Тонкий поляризатор на жидких кристаллах (ТПЖК) (Фиг. 1…Фиг. 3), толщина которого может быть в пределах одного или нескольких миллиметров, установлен по нормали к падающему неполяризованному или частично поляризованному излучению или под заданным углом, преобразует неполяризованное или частично поляризованное излучение в поляризованное и собран из последовательностей оптически прозрачных пленок на молекулах жидких кристаллов (ЖК) (1), пространственно разделенных оптически прозрачным диэлектрическим веществом (7), выполняющих соответствующие функции - система пространственных разделителей поляризационных составляющих входного неполяризованного или частично поляризованного излучения включает, по крайней мере, две последовательно установленные пленки двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК) (1), поверхности которых содержат, по крайней мере, один ориентант для начального планарного, гомеотропного или наклонного ориентирования молекул ЖК, и системы электродов (5) [3, 4], при этом соответствующий ориентант в каждой из них при приложении к системам электродов (5) управляющих потенциалов, вырабатываемых блоком формирования управляющих потенциалов, ориентирует большие оси молекул жидких кристаллов (ЖК) (1) таким образом, что в пленках двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК) (1) в соответствии с распределением электрического поля формируется оптическая анизотропия, параметры которой существенно соответствуют цилиндрическим или сферическим линзам, а системы электродов (5) расположены таким образом, что при подаче на них управляющих потенциалов, сформированные цилиндрические или сферические линзы в одной пленке смещены относительно линз в другой пленке двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (ЖК) (1), и пространственно разделяют ортогональные поляризационные составляющие проходящего через них внешнего оптического излучения, которые далее проходят через соответствующие зоны пространственно согласующего вращателя плоскости поляризации на молекулах ЖК (3), где приводятся к однотипной поляризации.

Блок формирования управляющих потенциалов осуществляет управление фокусным расстоянием сформированных линз, например, для получения параллельных или расходящихся лучей выходного излучения и дополнительную стабилизацию систем поляризатора ТПЖК, подачей управляющих потенциалов на соответствующие системы электродов.

На Фиг. 1a, b показан фрагмент тонкого поляризатора на жидких кристаллах (ТПЖК) с двумя входными последовательно установленными пленками двулучепреломляющего вещества на молекулах ЖК (1), соответственно с начальной планарной и гомеотропной [5, 6] ориентацией молекул ЖК и ортогонально нанесенным ориентантом, согласующим сформированные линзы входных пленок с соответствующей поляризационной составляющей входного излучения.

Системы электродов (5), формирующих линзы в первых, по крайней мере, двух входных последовательно установленных пленках двулучепреломляющего вещества на молекулах ЖК (1) взаимно сдвинуты, смещены в плоскости пленок на половину апертуры формируемых линз, а ориентант в каждой из них нанесен таким образом, что при приложении к системам электродам (5) формирующих линзы управляющих сигналов ориентирует большие оси молекул ЖК, по крайней мере, в первой и во второй последовательно установленных пленках двулучепреломляющего вещества на молекулах ЖК (1) так, что сформированные в них системы цилиндрических линз (Фиг. 1a, b, Фиг. 2a, b, Фиг. 3a, b, c) или сферических линз собирают, фокусируют лучи соответственно взаимно ортогональных поляризационных составляющих проходящего через них поляризованного или частично поляризованного оптического излучения. Далее эти сформированные лучи излучения проходят через пространственно согласующий вращатель поляризационных составляющих излучения (3), [1], приводящий их к одной поляризации (Фиг. 1a), и излучается в пространство в секторе, определяемом фокусным расстоянием сформированных линз, или дополнительно вводится формирователь направленности лучей (Фиг. 1b, Фиг. 2a, b, Фиг. 3a, b, c), который представляет собой выходную последовательно установленную пленку двулучепреломляющего вещества на молекулах ЖК (2), также содержащую системы электродов (5), формирующих цилиндрические или сферические линзы, причем электроды, формирующие апертуру цилиндрических или сферических линз, в ней расположены в два раза чаще в соответствии с сформированными лучами в первых, по крайней мере, двух входных последовательно установленных пленках двулучепреломляющего вещества на молекулах ЖК (1) и таким образом, что главные оси соответствующих сформированных линз взаимно согласованы и согласованы с лучами проходящего оптического излучения. Это позволит получить на выходе ТПЖК параллельные лучи поляризованного излучения, а при необходимости это излучение может быть расфокусировано (рассеяно) (Фиг. 2b) изменением управляющего напряжения на системе электродов, формирующих линзы выходной последовательно установленной пленки двулучепреломляющего вещества на молекулах ЖК (2), изменив их фокусное расстояние.

Поверхности пространственно согласующего вращателя поляризационных составляющих излучения (3) содержат системы оптически прозрачных электродов, которые выполнены в виде узких проводников, которые при подаче на них управляющих потенциалов изменяют в соответствующих зонах свойства вращателя, что позволит согласовать ортогональные поляризационные составляющие проходящего излучения, или вращатель выполнен в виде узких полос, установленных в зонах прохождения излучения соответствующей плоскости поляризации.

Для исключения возможного влияния управляющих потенциалов на пространственно согласующий вращатель поляризационных составляющих излучения (3) между ним и формирователем направленности лучей и/или системой пространственных разделителей поляризационных составляющих излучения введен, по крайней мере, один оптически прозрачный экранирующий электрод (8), который, как и другие широкие или сплошные оптически прозрачные электроды, например, может быть выполнен по технологии, разработанной учеными Dachuan Shi and Daniel E. Resasco в University of Oklahoma, позволяющей при высокой проводимости электродов получить прозрачность более 99% [8].

На Фиг.2a, b, Фиг. 3a, b, c показан фрагмент тонкого поляризатора на жидких кристаллах (ТПЖК) с двумя входными последовательно установленными пленками двулучепреломляющего вещества на молекулах ЖК (1) с начальной планарной ориентацией молекул ЖК и вращателем плоскости поляризации между ними (6), который позволит согласовать ортогональные поляризационные составляющие входного излучения с соответствующими фокусирующими слоями линз пленок двулучепреломляющего вещества на молекулах ЖК (1) при одинаковой направленности нанесенного на поверхности оптически прозрачного вещества (7) ориентанта и соответственно одинаковой ориентации в них молекул ЖК при подаче управляющих потенциалов на системы электродов (5), формирующих линзы.

При построении ТПЖК на основе цилиндрических линз (Фиг. 1a, b, Фиг. 2a, b, Фиг. 3a, b, c) системы электродов (5), формирующих линзы, могут, например, представлять собой множество, от нескольких единиц до нескольких десятков на один миллиметр, параллельных узких полосковых электродов, расположенных с обеих сторон пленок ЖК на заданном расстоянии друг от друга [3], на которые подается потенциал в соответствии с необходимым фокусным расстоянием формируемых линз, или с одной стороны расположены системы узких электродов, а с другой стороны пленок ЖК сплошной, на всю поверхность ТПЖК, оптически прозрачный электрод, или система электродов может быть построена в виде системы с распределенным сопротивлением и емкостью и иметь реактивный характер, что позволит формировать линзы как с помощью амплитуды, так и частоты подаваемого напряжения [3].

Для формирования систем цилиндрических или сферических линз может быть применена технология совмещения ЖК с вертикально выращенными углеродными нанотрубками, разработанная группой ученых под руководством доктора Тима Уилкинсона (Tim Wilkinson) из Кембриджского университета (University of Cambridge) [9], где система электродов одной из поверхностей каждой ЖК-пленки содержит массивы металлических стержней нанометровых размеров, упорядоченно установленных в ортогональных плоскостях, на которых выращены многослойные углеродные нанотрубки, причем плотность равномерной установки их в одной плоскости существенно больше, чем в ортогональной плоскости, и таким образом, что при подаче на системы электродов управляющих потенциалов под действием сформированных многослойными углеродными нанотрубками профилей электрических полей, которые частично перекрываются, в жидкокристаллических пленках формируются системы линз, параметры которых существенно соответствуют цилиндрическим линзам, или многослойные углеродные нанотрубки установлены с одинаковой плотностью в обеих плоскостях на заданном расстоянии друг от друга и формируют системы сферических линз (Фиг. 4).

При применении в ТПЖК сферических линз для перекрытия всего пространства со стороны падающего входного неполяризованного или частично поляризованного излучения за первыми двумя входными последовательно установленными пленками двулучепреломляющего вещества на молекулах ЖК (1), пространственно разделенными оптически прозрачным веществом (7) со взаимно ортогонально нанесенным ориентантом, на расстоянии, близком к половине их фокусного расстояния, введены аналогичные две входные последовательно установленные и пространственно разнесенные оптически прозрачным веществом пленки (1) с взаимно ортогонально нанесенным ориентантом, в которых главные оси сформированных в них линз смещены относительно главных осей линз в первых двух входных пленках. При этом ортогональные поляризационные составляющие части входного излучения фокусируются в соответствующих линзах первых двух входных последовательно установленных пленок, а поляризационные составляющие излучения, прошедшего между этими линзами, фокусируются соответствующими линзами двух вторых входных последовательно установленных пленок. Далее лучи сфокусированного излучения проходят через пространственно согласующий вращатель плоскости поляризации (3), где они приводятся к одной поляризации, и затем через выходную последовательно установленную пленку двулучепреломляющего вещества на молекулах ЖК (2), в которой аналогично формируются системы сферических линз, главные оси которых согласованы с соответствующими главными осями линз сформированных во входных пленках, а фокусное расстояние устанавливается управляющим напряжением на их электродах, которое позволяет получить на выходе ТПЖК параллельные лучи поляризованного излучения или, например, при необходимости, изменением управляющего напряжения расходящиеся лучи.

На фиг. 3a, b, c показан фрагмент тонкого поляризатора на жидких кристаллах (ТПЖК) с двумя входными последовательно установленными пленками двулучепреломляющего вещества на молекулах ЖК (1) с начальной планарной ориентацией молекул ЖК и вращателем плоскости поляризации между ними (6), пространственно согласующим вращателем плоскости поляризации (3) и формирователем направленности лучей - выходной последовательно установленной пленкой двулучепреломляющего вещества на молекулах ЖК (2) с начальной гомеотропной ориентацией молекул ЖК [7], с системами электродов (5), формирующих рассеивающие линзы, которые сходящиеся лучи, сформированные двумя входными последовательно установленными пленками двулучепреломляющего вещества на молекулах ЖК (1), преобразуют в параллельные лучи выходного излучения, или, например, при необходимости, изменением управляющего напряжения в расходящиеся лучи. Такая структура позволит получить более тонкий ТПЖК.

Для предупреждения возможного прохождения части неполяризованного излучения через системы формирующих линзы оптически прозрачных электродов (5) или излучения падающего на ТПЖК под углом и не согласованного с пространственным расположением формируемых линз дополнительно введен выходной поляризационный фильтр.

Дополнительно оптические системы имеют просветляющее покрытие для снижения отражений от поверхностей и оптического согласования систем устройства.

Для защиты от возможного перегрева между источником излучения и ТПЖК введена система защиты от теплового излучения, например тепловой экран - полость, через которую прокачивается оптически прозрачный охлаждающий реагент.

Дополнительно содержит систему термостабилизации, которая поддерживает ТПЖК в рабочем состоянии при существенных колебаниях внешней температуры.

Использование изобретения позволит получить удобную и технологичную конструкцию тонкого поляризатора на жидких кристаллах, который может использоваться как в антиослепительных системах для повышения безопасности движения транспортных средств, так и в устройствах отображения информации.

ЛИТЕРАТУРА.

1. РФ Патент 2334165, кл. F21V 9/14, 27.02.2006 г.

2. А.А.Каретников. Оптика и спектроскопия, т. 67, вып. 2, 1989 г, стр. 324-326.

3. Вдовин Г.В., Гуральник И.Р., и др. Жидкокристаллические линзы с перестраиваемым фокусным расстоянием. 1. Теория. Квантовая электроника, 26, №3,1999 г., стр. 256-260.

4. Грязнова М.В., Данилов В.В., и др. Жидкокристаллические микролинзы в системе оптического ограничения. Письма в ЖТФ, 2001 г., Т. 27, вып. 2, стр. 24-29.

5. Каманина Н.В., Васильев П.Я. О возможности получения гомеотропной ориентации нематических элементов при использовании наноструктур. Письма в ЖТФ, 2009, т. 35, вып. 11, стр. 39-43.

6. Гвоздарев А.Ю., Невская Г.Е. Оптические характеристики жидкокристаллических микролинз с планарной и гибридной гомеотропной ориентацией нематика // птический журнал, 2001, т. 68, №9, стр. 61-65.

7. Гвоздарев А.Ю., Невская Г.Е., Юдин И.Б. Перестраиваемые жидкокристаллические микролинзы с гомеотропной ориентацией // Оптический журнал, 2001, т. 68. №9, стр, 55-60.

8. Dachuan Shi, Daniel E. Resasco, Chemical Physics Letters, 511, (2011), 356-362.

9. Sparse multiwall carbon nanotube electrodes arrays for liquid crystal photonic devices. T.D. Wilkinson, X. Wang, H. Butt, Ranjith R., W.I. Milne. Advanced Materials, volume 20, issue 2, pages 363-366, January, 2008.

Изобретение относится к преобразователям неполяризованного излучения в поляризованное и может использоваться в антиослепительных системах транспортных средств, устройствах отображения информации и др. Технический результат - получение удобной и технологичной конструкции тонкого поляризатора на жидких кристаллах. Тонкий поляризатор содержит систему пространственных разделителей поляризационных составляющих излучения в виде двух последовательно установленных пленок двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов (1), оптически прозрачное диэлектрическое вещество (7), пространственно согласующий вращатель поляризационных составляющих излучения (3), блок формирования управляющих потенциалов. Поверхности указанных пленок содержат, по крайней мере, один ориентант и системы электродов (5). При приложении к электродам управляющих потенциалов пленки разделяют проходящее оптическое излучение на поляризационные составляющие, которые после прохождения вращателя плоскости поляризации (3) приводятся к однотипной поляризации. 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Тонкий поляризатор на жидких кристаллах, включающий систему пространственных разделителей поляризационных составляющих излучения, оптически прозрачное диэлектрическое вещество, а также пространственно согласующий вращатель поляризационных составляющих излучения, отличающийся тем, что введен блок формирования управляющих потенциалов, а система пространственных разделителей поляризационных составляющих излучения включает, по крайней мере, две последовательно установленные пленки двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов, поверхности которых содержат, по крайней мере, один ориентант и системы электродов, при этом ориентант в каждой из них при приложении к системам электродов управляющих потенциалов ориентирует большие оси молекул жидких кристаллов таким образом, что в пленках двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов в соответствии с распределением электрического поля формируется оптическая анизотропия, параметры которой существенно соответствуют цилиндрическим или сферическим линзам, а системы электродов расположены таким образом, что при подаче на них управляющих потенциалов сформированные цилиндрические или сферические линзы в одной пленке смещены относительно линз в другой пленке и пространственно разделяют ортогональные поляризационные составляющие проходящего через них оптического излучения, которые далее проходят через соответствующие зоны пространственно согласующего вращателя плоскости поляризации, где приводятся к однотипной поляризации.

2. Поляризатор по п. 1, отличающийся тем, что содержит формирователь направленности лучей - выходную последовательно установленную пленку двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов, поверхности которой содержат системы электродов, формирующих при подаче на них управляющих потенциалов, системы цилиндрических или сферических линз, пространственное расположение которых соответствует сформированным лучам системы пространственных разделителей поляризационных составляющих излучения.

3. Поляризатор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что поверхности пространственно согласующего вращателя поляризационных составляющих излучения содержат системы оптически прозрачных электродов.

4. Поляризатор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что между пространственно согласующим вращателем поляризационных составляющих излучения и формирователем направленности лучей и/или системой пространственных разделителей поляризационных составляющих излучения введен, по крайней мере, один оптически прозрачный экранирующий электрод.

5. Поляризатор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что между последовательно установленными пленками двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов системы пространственных разделителей поляризационных составляющих излучения введен вращатель плоскости поляризации.

6. Поляризатор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что системы электродов, формирующих при подаче на них управляющих потенциалов системы цилиндрических или сферических линз, выполнены на одной поверхности пленок двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов в виде узких проводников, а на другой поверхности в виде узких проводников или широкими, оптически прозрачными.

7. Поляризатор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что системы электродов, формирующих при подаче на них управляющих потенциалов системы цилиндрических или сферических линз, по крайней мере, на одной из поверхностей каждой из пленок двулучепреломляющего вещества на молекулах жидких кристаллов, выполнены в виде последовательностей вертикально установленных многослойных углеродных нанотрубок.

8. Поляризатор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что содержит выходной поляризационный фильтр.

9. Поляризатор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что оптические системы имеют просветляющее покрытие.

10. Поляризатор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что содержит систему защиты от теплового излучения.

11. Поляризатор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что содержит систему термостабилизации.