基于光纤端面集成的液晶光束整形器件

作     者：张永瑛 李佩芸 郭政昊 袁冬 叶华朋 周国富 ZHANG Yongying;LI Peiyun;GUO Zhenghao;YUAN Dong;YE Huapeng;ZHOU Guofu

作者机构：华南师范大学华南先进光电子研究院广东广州510640 

出 版 物：《液晶与显示》 (Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays)

年 卷 期：2024年第39卷第5期

页      面：672-682页

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 0703[理学-化学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(No.61805087) 广州市科技计划(No.202102020604,No.202201010351) 广东省普通高校重点领域专项(No.2021ZDZX1048) 广东省光信息材料与技术重点实验室(No.2023B1212060065)。 

主　　题：光束整形 光纤端面 液晶聚合物液滴 液晶指向矢 集成化器件 

摘      要：光纤集成器件因其尺寸小、功能高度集成化等优点,近年来受到越来越多的关注。当前光纤集成器件通常由介质型或金属型微结构组成,其制备加工通常依赖于高精度的微纳加工技术,面临着成本高和工艺复杂等挑战。另外,静态、固定几何结构的光纤光学器件功能不可调,也在极大程度上限制了其应用范围。本文设计并验证了一种基于光纤端面集成的液晶光束整形器件。通过对单模光纤端面加工平行锚定和垂直锚定的液晶聚合物液滴,获得了可见光波段的光束整形器件。基于Q-张量模型和Rayleigh-Sommerfeld衍射理论,实现了具有特殊液晶指向矢排布的液晶聚合物液滴的模拟仿真。通过实验验证了不同锚定条件下液晶聚合物液滴的光学性能,实验结果与仿真结果基本吻合,证明了该液晶器件的光束整形能力。这种液晶器件为光纤光学器件的微型化与集成化提供了一种成本较低、高效便捷的全新途径。