聚合物分散液晶柔性全息曲面光栅的研究

李鹏飞, 张伟伟, 申 桐, 康 彪, 郑继红*

(1. 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海200093；2. 上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室，上海200093)

1 引 言

现在主流光栅的面型大部分采用平面或者固定曲率半径的曲面为基板，对于曲面半径可变化的柔性曲面光栅鲜有报道。柔性光栅通常指的是采用特殊柔性基片材料(如PET软膜、PDMS弹性高分子材料、柔性可穿戴设备等)制备，可以通过改变不同曲率来实现曲面面型的变化。记录时会造成光栅周期在一定的范围内按照一定规律发生连续变化，而这种周期可变的光栅[1-2]可以应用于球面单色仪[3]、X射线光谱仪[4]、光学位移传感器[5]等设计。柔性全息光栅拥有较高的衍射效率且制作工艺简单，柔性光栅在制作过程中使用更为轻薄的PET薄膜作为基底材料，相比较ITO玻璃基底，器件将会变得更薄更轻。文献[1]中将平面基片上的光栅结构转移到弹性高分子材料上来同时实现透射和衍射的功能，但文章中所描述的制备方法比较复杂。此外，在柔性曲面上使用激光刻划全息图如文献[6]所示，但所制备的光栅条纹周期等较多受到激光刻划工艺的限制。全息柔性光栅的制备与激光直写相比，该光栅制造简单、成本低、光槽密度高、可以避免鬼线的产生，且光栅可以通过改变半径来调控光栅周期分布。本实验中采用轻薄的柔性基底材料全息干涉制备光栅，优点在于由于曲率可变，全息衍射特性可变，能够有效避免激光直写等产生的误差。……