RU2695937C1 - Method of manufacturing a liquid crystal structure for a diffraction grating (versions), a liquid crystal diffraction grating, a dynamic diffraction grating - Google Patents

Abstract

FIELD: information technology.SUBSTANCE: invention relates to diffraction gratings used in augmented reality devices. According to the method of producing a liquid crystal structure for a diffraction grating, a photoorientation placed on substrates is irradiated with polarized coherent waves, which interfere with each other, where one of said waves has spherical wave front, and other – flat. A layer of liquid crystals is placed between the substrates. Liquid crystals, getting on a photoorientation, receive orientation in accordance with orientation produced by photoorientation. To create diffraction grating, obtained structure is placed in electric field.EFFECT: increased compactness, increased resolution.13 cl, 12 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к устройствам дополненной реальности, а именно к дифракционным решеткам, используемым в устройствах дополненной реальности. Более конкретно, предлагаемое изобретение относится к жидкокристаллическим дифракционным решеткам, способам записи жидкокристаллических дифракционных решеток и к созданию динамической (перестраиваемой) дифракционной решетки.The present invention relates to augmented reality devices, namely, diffraction gratings used in augmented reality devices. More specifically, the present invention relates to liquid crystal diffraction gratings, methods for recording liquid crystal diffraction gratings, and to the creation of a dynamic (tunable) diffraction grating.

Описание предшествующего уровня техникиDescription of the Related Art

На сегодняшний день популярными среди пользователей электронных устройств становятся устройства дополненной реальности, когда к реальному изображению, отображаемому на электронном устройстве, добавляется виртуальная информация или изображения с целью дополнения сведений о реальном изображении и улучшения восприятия информации.Today, augmented reality devices are becoming popular among users of electronic devices when virtual information or images are added to the real image displayed on the electronic device in order to supplement the information about the real image and improve the perception of information.

Современные устройства дополненной реальности требуют увеличения поля зрения, до порядка 60° по горизонтали, что является наиболее комфортным полем зрения для пользователя, поскольку, чем больше поле зрения, тем больше виртуальной информации возможно разместить при использовании устройств дополненной реальности.Modern augmented reality devices require an increase in the field of view, up to about 60 ° horizontally, which is the most comfortable field of view for the user, because the larger the field of view, the more virtual information can be placed when using augmented reality devices.

Ключевым компонентом устройств дополненной реальности является объединитель изображений (комбинер), объединяющий изображение окружающей среды и изображение, созданное внутренним дисплеем. На сегодняшний день наиболее компактные комбинеры созданы на основе дифракционных решеток в волноводах или на основе голографических оптических элементов. Комбинер, как правило, представляет собой волновод, содержащий дифракционные решетки на входе и на выходе, при этом излучение, пройдя первую дифракционную решетку, расположенную на входе, распространяется по волноводу и выводится из волновода с помощью второй дифракционной решетки, расположенной на выходе. A key component of augmented reality devices is the image combiner (combiner), which combines the image of the environment and the image created by the internal display. To date, the most compact combiners are created on the basis of diffraction gratings in waveguides or on the basis of holographic optical elements. The combiner, as a rule, is a waveguide containing diffraction gratings at the input and output, while the radiation passing through the first diffraction grating located at the input propagates through the waveguide and is extracted from the waveguide using a second diffraction grating located at the output.

Необходимо отметить, что для создания большого поля зрения показатель преломления материала как самого волновода, так и элемента дифракционной решетки должен быть относительно высоким, поскольку чем больше показатель преломления, тем больше поле (угол) зрения. Материал голографических решеток имеют низкий показатель преломления, поскольку известные полимеры, используемые для их изготовления, имеют низкие показатели преломления. Также в полимерах имеет место низкая модуляция показателя преломления, которая вызывает необходимость увеличения толщины материала для обеспечения высокой эффективности, что приводит к высокой угловой селективности и, как результат, к ограниченному полю зрения. Кроме того, изготовление голографических решеток требует сложной химической и механической обработки. При изготовлении обычных дифракционных решеток, создаваемых в волноводах, сложно создать достаточно мелкую структуру, необходимую для использования в компактном комбинере.It should be noted that in order to create a large field of view, the refractive index of the material of both the waveguide itself and the element of the diffraction grating should be relatively high, since the higher the refractive index, the larger the field (angle) of view. The material of holographic gratings has a low refractive index, since the known polymers used for their manufacture have low refractive indices. Also in polymers there is a low modulation of the refractive index, which necessitates an increase in the thickness of the material to ensure high efficiency, which leads to high angular selectivity and, as a result, to a limited field of view. In addition, the manufacture of holographic gratings requires complex chemical and mechanical processing. In the manufacture of conventional diffraction gratings created in waveguides, it is difficult to create a sufficiently fine structure necessary for use in a compact combiner.

Вместо голографической решетки или обычной дифракционной решетки можно использовать дифракционную решетку на основе жидких кристаллов, в которых фазовая модуляция света обеспечивается путем приложения соответствующего напряжения к прозрачным электродам, прикрепленным к жидкокристаллической ячейке. Показатель преломления жидкокристаллической дифракционной решетки больше, чем показатель преломления голографической дифракционной решетки, то есть при использовании жидкокристаллической дифракционной решетки угол зрения увеличивается. Однако, использование жидкокристаллической ячейки требует приложения напряжения, то есть необходим источник питания и множество электродов, что приводит к усложнению конструкции, кроме того, электроды на подложке жидкокристаллической ячейки ухудшают пространственное разрешение.Instead of a holographic grating or a conventional diffraction grating, one can use a liquid crystal diffraction grating in which phase modulation of the light is achieved by applying an appropriate voltage to the transparent electrodes attached to the liquid crystal cell. The refractive index of a liquid crystal diffraction grating is greater than the refractive index of a holographic diffraction grating, that is, when using a liquid crystal diffraction grating, the angle of view increases. However, the use of a liquid crystal cell requires the application of voltage, that is, a power source and many electrodes are required, which complicates the design, in addition, the electrodes on the substrate of the liquid crystal cell degrade spatial resolution.

Одним из решений, которое могло бы устранить указанные недостатки известных дифракционных решеток на основе жидких кристаллов, является, например, использование в качестве материла для таких дифракционных решеток полимера, описанного в документе US 9090822 B2, дата публикации 28 июля, 2015. Решение, описанное в документе US 9090822 B2, относится к полимеризуемым соединениям, к способам их получения и к их применению для оптических, электрооптических и электронных целей, в частности в жидкокристаллических средах и жидкокристаллических дисплеях, особенно в жидкокристаллических дисплеях типа PS или PSA (устойчивый полимер или устойчивое выравнивание полимера соответственно). Однако недостатком этого решения является то, что предлагаемый полимер используется просто для ориентирования жидкокристаллических молекул в ячейке.One solution that could address the aforementioned disadvantages of known liquid crystal diffraction gratings is, for example, to use the polymer described in US 9090822 B2, publication date July 28, 2015 as a material for such diffraction gratings. Solution described in US 9090822 B2 relates to polymerizable compounds, to methods for their preparation and to their use for optical, electro-optical and electronic purposes, in particular in liquid crystal media and liquid crystal displays, especially in liquid crystal displays of the type PS or PSA (polymer sustained alignment or stable polymer, respectively). However, the disadvantage of this solution is that the proposed polymer is used simply to orient the liquid crystal molecules in the cell.

Основными недостатками уровня техники являются: The main disadvantages of the prior art are:

- сложность комплексной химической и/или механической обработки при создании компактной дифракционной решетки;- the complexity of complex chemical and / or mechanical processing to create a compact diffraction grating;

- низкий показатель преломления и низкая модуляция показателя преломления, что приводит к небольшому полю зрения;- low refractive index and low modulation of the refractive index, which leads to a small field of view;

- низкое пространственное разрешение прозрачных электродов в случае использования жидких кристаллов, что уменьшает качество изображения;- low spatial resolution of the transparent electrodes in the case of using liquid crystals, which reduces the image quality;

- необходимость источника питания и подключения множества электродов при использовании жидких кристаллов, что усложняет конструкцию.- the need for a power source and connecting multiple electrodes when using liquid crystals, which complicates the design.

Таким образом, необходимо создание удобной компактной дифракционной решетки с большим разрешением для компактного комбинера, используемого для устройства дополненной реальности с большим полем зрения, желательно, чтобы такая дифракционная решетка была проста в изготовлении, могла бы использоваться без источника питания или только с двумя электродами, а также, которая представляла бы собой фазовый модулятор с высоким пространственным разрешением.Thus, it is necessary to create a convenient compact high-resolution diffraction grating for a compact combiner used for an augmented reality device with a large field of view, it is desirable that such a diffraction grating was easy to manufacture, could be used without a power source, or with only two electrodes, and also, which would be a phase modulator with high spatial resolution.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Изобретение направлено на устранение вышеупомянутых недостатков известного уровня техники.The invention addresses the aforementioned disadvantages of the prior art.

Предлагается способ изготовления жидкокристаллической структуры для дифракционной решетки, содержащий этапы, на которых: наносят фотоориентант на каждую из двух подложек; облучают фотоориентант двумя поляризованными когерентными волнами, которые интерферируют между собой, при этом фотоориентант ориентируется в соответствии с вектором поляризации в областях, где интерференционная картина имеет ненулевую интенсивность, и фотоориентант не ориентируется в областях, где интерференционная картина имеет полосы с нулевой интенсивностью; располагают слой жидких кристаллов между двумя подложками с фотоориентантом, при этом жидкие кристаллы, попадая на фотоориентант, принимают ориентацию в соответствии с ориентацией, полученной фотоориентантом, то есть жидкие кристаллы становятся ориентированными в областях, где фотоориентант ориентирован, и жидкие кристаллы остаются хаотичными в областях, где фотоориентант не ориентирован. Причем одной из подложек может являться волновод. Одна из подложек может наноситься на волновод. Интерферирующие поляризованные волны могут представлять собой две плоские волны. Причем интерферирующие поляризованные волны могут представлять собой сферическую волну и плоскую волну. Также интерферирующие поляризованные волны представляют собой сходящуюся волну и плоскопараллельную волну. Кроме того, интерферирующие поляризованные волны могут представлять собой расходящуюся волну и плоскопараллельную. Вообще интерферирующие поляризованные волны могут представлять собой волны с произвольным волновым фронтом. В другом варианте исполнения предлагается жидкокристаллическая дифракционная решетка, которая содержит источник питания; два электрода, жидкокристаллическую структуру, изготовленную согласно способу изготовления жидкокристаллической структуры, описанному выше. Причем жидкокристаллическая дифракционная структура расположена между двумя электродами, причем области ориентированных жидких кристаллов выполнены с возможностью модуляции показателя преломления при приложении напряжения, а области хаотичных жидких кристаллов выполнены с возможностью не реагировать на приложение напряжения.A method for manufacturing a liquid crystal structure for a diffraction grating is proposed, comprising the steps of: applying a photo-orientation to each of the two substrates; irradiating the photo-orientation with two polarized coherent waves that interfere with each other, while the photo-orientation is oriented in accordance with the polarization vector in areas where the interference pattern has non-zero intensity, and the photo-orientation is not oriented in areas where the interference pattern has bands with zero intensity; place a layer of liquid crystals between two substrates with a photo-orientation, while the liquid crystals, getting on the photo-orientation, take the orientation in accordance with the orientation obtained by the photo-orientation, that is, the liquid crystals become oriented in areas where the photo-orientation is oriented, and liquid crystals remain chaotic in areas where the photo-orientation is not oriented. Moreover, one of the substrates may be a waveguide. One of the substrates can be applied to the waveguide. Interfering polarized waves can be two plane waves. Moreover, the interfering polarized waves can be a spherical wave and a plane wave. Also, interfering polarized waves are a converging wave and a plane-parallel wave. In addition, interfering polarized waves can be a diverging wave and plane-parallel. In general, interfering polarized waves can be waves with an arbitrary wavefront. In another embodiment, a liquid crystal diffraction grating is provided that includes a power source; two electrodes, a liquid crystal structure made according to the method for manufacturing a liquid crystal structure described above. Moreover, the liquid crystal diffraction structure is located between the two electrodes, and the areas of oriented liquid crystals are configured to modulate the refractive index upon application of voltage, and the areas of chaotic liquid crystals are configured to not respond to application of voltage.

В еще одном варианте исполнения предлагается способ изготовления жидкокристаллической дифракционной структуры, содержащий этапы, на которых: смешивают полимер с жидкими кристаллами, размещают на первой подложке электроды с заранее заданным расположением, размещают на второй подложке сплошной электрод с нулевым потенциалом, наносят на обе подложки слой ориентанта и ориентируют его, располагают смесь жидких кристаллов и полимера между двумя подложками, подают заранее заданное напряжение на каждый из электродов, причем заранее заданное напряжение на каждом из электродов разворачивает молекулы жидких кристаллов в соответствии с величиной заранее заданного напряжения, одновременно с подачей напряжения полимеризуют смесь жидких кристаллов и полимера, снимают заранее заданное напряжение с электродов. Причем ориентант может представлять собой фотоориентант. Причем подложкой может являться волновод. Кроме того, одна из подложек наносится или прикрепляется к волноводу. Причем полимер может являться фотополимером. Для размещения электродов с заранее заданным расположением на первой подложке к первой подложке прикрепляют подложку с электродами с заранее заданным расположением. Для размещения сплошного электрода для нулевого потенциала на второй подложке ко второй подложке прикрепляют подложку со сплошным электродом для нулевого потенциала, предлагаемый способ дополнительно может содержать этап, на котором после этапа снятия заранее заданного напряжения снимают подложку с электродами с заранее заданным расположением и подложку со сплошным электродом для нулевого потенциала.In yet another embodiment, a method for manufacturing a liquid crystal diffraction structure is provided, comprising the steps of: polymer is mixed with liquid crystals, electrodes with a predetermined location are placed on the first substrate, a continuous electrode with zero potential is placed on the second substrate, an orientation layer is applied to both substrates and orient it, place a mixture of liquid crystals and a polymer between two substrates, apply a predetermined voltage to each of the electrodes, and a predetermined the voltage across each of the electrodes reverses the liquid crystal molecules in accordance with the magnitude of a predetermined voltage, simultaneously with the supply voltage polymerized mixture of liquid crystal and polymer, a predetermined voltage is removed from electrodes. Moreover, the orientation can be a photo-orientation. Moreover, the substrate may be a waveguide. In addition, one of the substrates is applied or attached to the waveguide. Moreover, the polymer may be a photopolymer. To place the electrodes with a predetermined location on the first substrate, a substrate with electrodes with a predetermined location is attached to the first substrate. To place a solid electrode for zero potential on a second substrate, a substrate with a solid electrode for zero potential is attached to the second substrate, the proposed method may further comprise, after the step of removing a predetermined voltage, remove the substrate with electrodes with a predetermined location and the substrate with a solid electrode for zero potential.

В еще одном варианте воплощения изобретения динамическая жидкокристаллическая дифракционная решетка содержит источник питания, два электрода, жидкокристаллической дифракционный элемент, имеющий множество чередующихся жидкокристаллических структур, изготовленных способами, описанными выше. Причем подложкой может являться волновод. А также подложка может быть нанесена на волновод или прикреплена к волноводу.In yet another embodiment, the dynamic liquid crystal diffraction grating comprises a power source, two electrodes, a liquid crystal diffraction element having a plurality of alternating liquid crystal structures made by the methods described above. Moreover, the substrate may be a waveguide. And also the substrate can be applied to the waveguide or attached to the waveguide.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Вышеописанные и другие признаки и преимущества настоящего изобретения поясняются в последующем описании, иллюстрируемом чертежами, на которых представлено следующее:The above and other features and advantages of the present invention are explained in the following description, illustrated by the drawings, in which the following is presented:

Фиг. 1 иллюстрирует результаты традиционного способа фотоориентирования (а) и предлагаемого интерференционного способа ориентирования (b)FIG. 1 illustrates the results of the conventional photo-orientation method (a) and the proposed interference orientation method (b)

Фиг. 2a и 2b иллюстрируют результат использования для облучения фотоориентанта интерференции двух плоских волн.FIG. 2a and 2b illustrate the result of using the interference of two plane waves to irradiate the photo-orientation.

Фиг. 3 иллюстрирует результат использования для облучения фотоориентанта интерференции сферической и плоской волны.FIG. 3 illustrates the result of the use of spherical and plane wave interference for irradiation of a photo-orientation agent.

Фиг. 4 иллюстрирует способ создания дифракционной решетки на основе смеси жидких кристаллов и фотополимера.FIG. 4 illustrates a method for creating a diffraction grating based on a mixture of liquid crystals and a photopolymer.

Фиг. 5 иллюстрирует процесс создания различных профилей показателя преломления в жидкокристаллической дифракционной решетке.FIG. 5 illustrates the process of creating various refractive index profiles in a liquid crystal diffraction grating.

Фиг. 6 иллюстрирует применение дифракционной решетки, созданной на основе смеси жидких кристаллов и фотополимера.FIG. 6 illustrates the use of a diffraction grating based on a mixture of liquid crystals and a photopolymer.

Фиг. 7 иллюстрирует применение жидкокристаллических дифракционных решеток, полученных предлагаемыми способами, в классической схеме устройств дополненной реальности.FIG. 7 illustrates the use of liquid crystal diffraction gratings obtained by the proposed methods in the classical scheme of augmented reality devices.

Фиг. 8 иллюстрирует предельные углы, которыми определяется поле зрения, и способы ввода излучения в жидкокристаллическую дифракционную решетку.FIG. 8 illustrates the limiting angles that determine the field of view, and methods for introducing radiation into a liquid crystal diffraction grating.

Фиг. 9 иллюстрирует графики зависимости поля зрения от частоты дифракционной решетки и переключение между режимами.FIG. 9 illustrates graphs of the dependence of the field of view on the frequency of the diffraction grating and switching between modes.

Фиг. 10 иллюстрирует реализацию динамической жидкокристаллической дифракционной решетки.FIG. 10 illustrates an implementation of a dynamic liquid crystal diffraction grating.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Предлагаемое изобретение направлено на устранение вышеупомянутых недостатков известного уровня техники. Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является создание дифракционной решетки для использования в компактных комбинерах для устройств дополненной реальности с большим полем зрения, причем дифракционная решетка должна работать без источника питания или с малым количеством электродов, а также дифракционная решетка должна представлять собой фазовый модулятор с высоким пространственным разрешением.The present invention aims at eliminating the aforementioned disadvantages of the prior art. The problem to which the invention is directed, is to create a diffraction grating for use in compact combiners for augmented reality devices with a large field of view, the diffraction grating must work without a power source or with a small number of electrodes, and the diffraction grating should be a phase modulator with high spatial resolution.

Поставленная задача может быть решена предлагаемыми способами. В первом варианте исполнения для создания дифракционной решетки предлагается наносить слой жидких кристаллов на фотоориентант, причем фотоориентант подвергается интерференционному фотоориентированию.The task can be solved by the proposed methods. In the first embodiment, in order to create a diffraction grating, it is proposed to apply a layer of liquid crystals to the photo-orientation, the photo-orientation being subjected to interference photo-orientation.

На фигуре 1 схематично показаны результаты традиционного способа фотоориентирования 1(а) и предлагаемого интерференционного способа ориентирования 1(b).The figure 1 schematically shows the results of the traditional method of photo orientation 1 (a) and the proposed interference method of orientation 1 (b).

Для управления жидкими кристаллами с помощью электрического или магнитного поля необходимо, чтобы все молекулы жидких кристаллов в исходном состоянии имели одинаковое и строго определенное пространственное положение относительно силовых линий электрического или магнитного поля. Для этих целей используется тонкий слой ориентанта. Одним из видов такого ориентанта является полиимид. Его наносят тонким слоем на подложку и механически создают в нем нано-бороздки - натирка, вдоль которых в последствие укладываются молекулы жидких кристаллов. Жидкокристаллические смеси обладают таким свойством, что если молекулы одного из слоев жидких кристаллов приняли строго определенное направление, то и молекулы верхних слоев жидких кристаллов из соображений минимизации внутренней энергии связей тоже развернуться в таком же направлении. Также в уровне техники известны материалы, которые наносят на подложку, облучают линейно поляризованным светом и его молекулы выстраиваются вдоль направления поляризации, дальнейший процесс ориентации молекул жидких кристаллов происходит аналогично, как и при механической натирке.To control liquid crystals using an electric or magnetic field, it is necessary that all liquid crystal molecules in the initial state have the same and strictly defined spatial position relative to the lines of force of the electric or magnetic field. For these purposes, a thin layer of orientant is used. One type of such an orientant is polyimide. It is applied in a thin layer on a substrate and mechanically created in it are nano-grooves - rubbing, along which molecules of liquid crystals are subsequently stacked. Liquid crystalline mixtures have such a property that if the molecules of one of the layers of liquid crystals have taken a strictly defined direction, then the molecules of the upper layers of liquid crystals, too, in order to minimize the internal bond energy, will turn in the same direction. Also known in the prior art are materials that are applied to a substrate, irradiated with linearly polarized light and its molecules line up along the direction of polarization, the further process of orientation of the liquid crystal molecules occurs in the same way as with mechanical rubbing.

При использовании традиционного фотоориентирования 1(а) слой фотоориентанта равномерно облучается поляризованным светом, молекулы фотоориентанта ориентируются, на слой ориентированного фотоориентанта наносят слой жидких кристаллов, молекулы жидких кристаллов, попадая на ориентированный слой фотоориентанта, ориентируются вдоль направления молекул фотоориентанта. В результате такой равномерной ориентации для работы дифракционной решетки необходимо использование множества электродов и относительно мощный источник питания.When using traditional photo orientation 1 (a) layer of photo orientation it is uniformly irradiated by polarized light, the photoorientant molecules are oriented, a layer of liquid crystals is applied to the oriented photoorientant layer, liquid crystal molecules, falling on the oriented photoorientant layer, are oriented along the direction of the photoorientant molecules. As a result of this uniform orientation, the operation of the diffraction grating requires the use of multiple electrodes and a relatively powerful power source.

В одном из вариантов изобретения на две стеклянные подложки с прозрачными электродами, наносится слой фотоориентанта.In one embodiment of the invention, a layer of photo-orientation is applied to two glass substrates with transparent electrodes.

Для создания дифракционной структуры, используемой для дифракционной решетки, предлагается использование способа интерференционного фотоориентирования, который состоит в том, что фотоориентант на подложке облучают двумя поляризованными волнами, которые интерферируют между собой. В результате такого облучения на подложке с фотоориентантом формируется интерференционная картина, фотоориентант будет ориентирован в том месте, где интенсивность интерференционной картины максимальна и не будет ориентирован в том месте, где интерференционная картина имеет полосы с нулевой интенсивностью. Затем на фотоориентант наносится слой жидких кристаллов, которые, попадая на фотоориентант принимают ориентацию в соответствии с ориентацией, полученной фотоориентантом, то есть, жидкие кристаллы будут сориентированы в тех местах, где интенсивность интерференционной картины была максимальна и не будут ориентированы, а останутся в хаотичном положении в том месте, где интерференционная картина имеет полосы с нулевой интенсивностью (фигура 1(b)). То есть, в местах, где жидкие кристаллы выравнены жидкокристаллическая дифракционная решетка будет работать в обычном режиме: при приложении напряжения будет изменяться показатель преломления, модулируя фазу проходящего света. А в местах, где жидкие кристаллы остались в хаотичном порядке, жидкокристаллическая дифракционная решетка не будет реагировать на приложенное напряжение, и не будет изменять показатель преломления, сохраняя некоторый средний показатель преломления. Пространственное разрешение жидкокристаллической дифракционной решетки в этом случае будет определяться разрешением интерференционной картины, а не расстоянием между электродами. В результате ориентированные жидкие кристаллы при приложении напряжения будут изменять показатель преломления, а жидкие кристаллы, расположенные хаотично не будут реагировать на приложенное напряжение и не будут менять своих свойств, поэтому для создания дифракционной решетки достаточно использовать только два электрода, поскольку при приложении одного и того же напряжения части, где расположены хаотичные жидкие кристаллы не будут менять своих свойств, а ориентированные части будут изменять показатель преломления в зависимости от приложенного напряжения. Необходимо пояснить, что при приложении напряжения молекулы жидких кристаллов стремятся развернуться вдоль линий электрического поля. Заранее сориентированные молекулы разворачиваются в одном направлении, не мешая друг другу. Хаотично расположенные молекулы пытаются разворачиваться в разных направлениях, тем самым мешая и препятствуя друг другу, поэтому им не удается развернуться. То есть образуется дифракционная структура с высоким пространственным разрешением, которого невозможно достичь при создании механической дифракционной структуры, поскольку при создании дифракционной структуры предлагаемым способом разрешение дифракционной картины определяется размером молекул жидких кристаллов.To create the diffraction structure used for the diffraction grating, it is proposed to use the method of interference photo-orientation, which consists in the fact that the photo-orientation on the substrate is irradiated with two polarized waves that interfere with each other. As a result of such irradiation on a substrate with a photo-orientant an interference pattern is formed, the photo-orientation will be oriented in the place where the intensity of the interference pattern is maximum and will not be oriented in the place where the interference pattern has bands with zero intensity. Then a layer of liquid crystals is applied to the photo-orientant, which, getting on the photo-orientant, take the orientation in accordance with the orientation obtained by the photo-orientant, that is, the liquid crystals will be oriented in those places where the intensity of the interference pattern was maximum and would not be oriented, but would remain in a chaotic position in the place where the interference pattern has bands with zero intensity (figure 1 (b)). That is, in places where the liquid crystals are aligned, the liquid crystal diffraction grating will work in the usual mode: when the voltage is applied, the refractive index will change, modulating the phase of the transmitted light. And in places where liquid crystals remained in a chaotic order, the liquid crystal diffraction grating will not respond to the applied voltage, and will not change the refractive index, while maintaining some average refractive index. The spatial resolution of the liquid crystal diffraction grating in this case will be determined by the resolution of the interference pattern, and not the distance between the electrodes. As a result, oriented liquid crystals upon application of voltage will change the refractive index, and liquid crystals located randomly will not respond to the applied voltage and will not change their properties, therefore, to create a diffraction grating, it is sufficient to use only two electrodes, since when applying the same the voltage of the part where the chaotic liquid crystals are located will not change their properties, and the oriented parts will change the refractive index depending on applied voltage. It must be clarified that when voltage is applied, the molecules of liquid crystals tend to turn around along the lines of the electric field. Pre-oriented molecules unfold in one direction without interfering with each other. Randomly located molecules try to unfold in different directions, thereby interfering and interfering with each other, so they are unable to turn around. That is, a diffraction structure is formed with a high spatial resolution, which cannot be achieved when creating a mechanical diffraction structure, since when creating a diffraction structure by the proposed method, the resolution of the diffraction pattern is determined by the size of the liquid crystal molecules.

На Фиг. 2a и фиг. 2b показаны профили показателя преломления, которые можно получить при применении одной и той же жидкокристаллической дифракционной решетки, дифракционная структура которой создана предлагаемым способом. Для изменения профиля показателя преломления такой жидкокристаллической дифракционной решетки используется только два электрода, причем области (1) с выравненными жидкими кристаллами изменяют показатель преломления в зависимости от приложенного напряжения, на Фиг. 2а показан профиль показателя преломления при приложении напряжения V1, а на фигуре 2b показан профиль показателя преломления при приложении напряжения V2, то есть возможно управлять показателем преломления ориентированных областей в зависимости от приложенного напряжения, а значит управлять эффективностью решетки. При изменении напряжения в областях (2), где расположены хаотично-ориентированные жидкие кристаллы, изменение показателя преломления не наблюдается. Разрешение такой дифракционной решетки определяется периодом интерференционной картины, которая использовалась при формировании такой решетки.In FIG. 2a and FIG. 2b shows the refractive index profiles that can be obtained using the same liquid crystal diffraction grating, the diffraction structure of which is created by the proposed method. To change the profile of the refractive index of such a liquid crystal diffraction grating, only two electrodes are used, and regions (1) with aligned liquid crystals change the refractive index depending on the applied voltage, in FIG. 2a shows the profile of the refractive index when voltage V1 is applied, and figure 2b shows the profile of the refractive index when voltage V2 is applied, that is, it is possible to control the refractive index of the oriented regions depending on the applied voltage, and thus control the efficiency of the grating. When the voltage changes in regions (2) where randomly oriented liquid crystals are located, a change in the refractive index is not observed. The resolution of such a diffraction grating is determined by the period of the interference pattern, which was used to form such a grating.

Если при облучении фотоориентанта использовать две плоские волны, то интерференционная картина, которой облучается фотоориентант будет иметь вид полос, соответственно профиль показателя преломления после нанесения слоя жидких кристаллов будет прямоугольным. Если, например, как показано на фигуре 3, использовать интерференцию сферической и плоской волны, получится интерференционная картина в виде колец и фотоориентант, а соответственно и жидкие кристаллы, будут ориентированы в соответствии с такой интерференционной картиной, и, в результате, дифракционная решетка будет сформирована в виде линзы Френеля. Причем если использовать расходящуюся волну (волна 2) и плоскопараллельную волну (волна 1), то получается положительная линза Френеля, если использовать сходящуюся волну (волна 3) и плоскопараллельную волну (волна 1), то получается отрицательная линза Френеля. То есть такие структуры возможно использовать как линзы Френеля, причем такие структуры обладают толщиной всего порядка сотни микрон. Также такие структуры могут, например, найти применение для производства очков с диоптриями.If two plane waves are used when irradiating the photo-orientant, then the interference pattern with which the photo-orientant is irradiated will look like stripes, respectively, the profile of the refractive index after applying a layer of liquid crystals will be rectangular. If, for example, as shown in figure 3, using the interference of a spherical and plane waves, we get an interference pattern in the form of rings and photo-orientants, and, accordingly, liquid crystals, will be oriented in accordance with such an interference pattern, and, as a result, a diffraction grating will be formed in the form of a Fresnel lens. Moreover, if you use a diverging wave (wave 2) and a plane-parallel wave (wave 1), you get a positive Fresnel lens, if you use a converging wave (wave 3) and a plane-parallel wave (wave 1), you get a negative Fresnel lens. That is, such structures can be used as Fresnel lenses, and such structures have a thickness of only about a hundred microns. Also, such structures can, for example, find application for the production of glasses with diopters.

На фигуре 4 проиллюстрирован вариант предлагаемого изобретения, состоящий в способе создания дифракционной решетки на основе смеси жидких кристаллов и фотополимера.Figure 4 illustrates an embodiment of the invention consisting in a method for creating a diffraction grating based on a mixture of liquid crystals and a photopolymer.

В этом варианте для создания дифракционной решетки предлагается использование смеси жидких кристаллов с фотополимером.In this embodiment, to create a diffraction grating, it is proposed to use a mixture of liquid crystals with a photopolymer.

Необходимо отметить, что преимущество от использования жидких кристаллов при создании дифракционной решетки состоит в том, что жидкие кристаллы имеют высокий показатель преломления и обладают модуляцией показателя преломления в широком диапазоне, а преимущество фотополимера состоит в возможности зафиксировать жидкие кристаллы.It should be noted that the advantage of using liquid crystals when creating a diffraction grating is that liquid crystals have a high refractive index and modulate the refractive index in a wide range, and the advantage of a photopolymer is the ability to fix liquid crystals.

Предлагаемый способ записи жидкокристаллической дифракционной решетки начинается с того, что смешивают жидкие кристаллы и фотополимер. Традиционно, для этого используют известную технологию PDLC (Polymer dispersed liquid crystals) - получают смесь, состоящую из полимера и диспергированных в него жидких кристаллов, концентрация полимера в жидких кристаллах находится приблизительно в диапазоне от 30% до 80%. Полимер отверждается в смеси жидкие кристаллы/полимер, при этом вкрапления жидких кристаллов оказываются внутри полимерной структуры. Эти вкрапления обычно имеют микронный или нано размер. При приложении электрического поля вкрапления не меняют положения относительно полимера, но молекулы жидких кристаллов, из которых состоят вкрапления, ориентируются по полю.The proposed method for recording a liquid crystal diffraction grating begins with the mixing of liquid crystals and a photopolymer. Traditionally, the well-known technology PDLC (Polymer dispersed liquid crystals) is used for this - a mixture is obtained consisting of a polymer and liquid crystals dispersed in it; the polymer concentration in liquid crystals is approximately in the range from 30% to 80%. The polymer solidifies in a liquid crystal / polymer mixture, with the inclusion of liquid crystals being inside the polymer structure. These inclusions are usually micron or nano sized. When an electric field is applied, the inclusions do not change their position relative to the polymer, but the liquid crystal molecules that make up the inclusions are oriented along the field.

Также возможно получить смесь жидких кристаллов с фотополимером, в которой концентрация фотополимера очень низка, и составляет примерно 1% и меньше. В такой смеси нет вкраплений жидких кристаллов, а напротив группы молекул жидких кристаллов разделяются небольшими участками, состоящими из молекул фотополимера. Полученную смесь помещают между подложками. При приложении электрического поля жидкие кристаллы разворачиваются и принимают определенные положения, подтягивая за собой молекулы фотополимера, при этом участки фотополимера выравниваются в ортогональные структуры, между которыми располагаются ориентированные молекулы жидких кристаллов. Для того, чтобы зафиксировать структуру, воздействуют на смесь ультрафиолетовым излучением или нагревают смесь (способ зависит от свойств вида выбранного фотополимера). Происходит полимеризация молекул фотополимера, то есть при отключении электрического поля получается ортогональная структура участков фотополимера, в которой расположены группы молекул жидких кристаллов. Фотополимеры, обладающие такими свойствами, широко известны из уровня техники, на сегодняшний день разработаны десятки тысяч таких соединений.It is also possible to obtain a mixture of liquid crystals with a photopolymer in which the concentration of the photopolymer is very low, and is about 1% or less. In such a mixture there are no inclusions of liquid crystals, but on the contrary, the groups of liquid crystal molecules are separated by small sections consisting of photopolymer molecules. The resulting mixture was placed between the substrates. When an electric field is applied, the liquid crystals unfold and take certain positions, pulling the photopolymer molecules behind them, while the sections of the photopolymer are aligned into orthogonal structures, between which oriented molecules of liquid crystals are located. In order to fix the structure, the mixture is exposed to ultraviolet radiation or the mixture is heated (the method depends on the properties of the type of photopolymer selected). The polymerization of photopolymer molecules occurs, that is, when the electric field is turned off, the orthogonal structure of the photopolymer sections is obtained, in which groups of liquid crystal molecules are located. Photopolymers with such properties are widely known in the art, and tens of thousands of such compounds have been developed to date.

Рассмотрим такой процесс создания дифракционной решетки более подробно.Let us consider such a process of creating a diffraction grating in more detail.

Прежде всего необходимо отметить, что без правильной ориентации молекулы жидких кристаллов не могут разворачиваться в вертикальной плоскости (перпендикулярно длине подложек или длине волновода). Поэтому необходимо обеспечить ориентацию молекул жидких кристаллов вдоль длины подложек с помощью слоя ориентанта, а затем вертикальный разворот с помощью напряжения. Величина (угол) разворота молекул жидких кристаллов зависит от величины приложенного напряжения. Прежде чем располагать смесь жидких кристаллов между подложками, на каждую из подложек наносят слой ориентанта (или фотоориентанта). Причем ориентант ориентируют таким образом, что молекулы жидких кристаллов, попадая на ориентант, принимают ориентацию в соответствии с ориентацией, полученной ориентантом, а именно вдоль длины подложек. Ориентант можно ориентировать любым известным способом, описанным выше, например, натиркой на подложки или фотоориентированием.First of all, it should be noted that without proper orientation, liquid crystal molecules cannot rotate in a vertical plane (perpendicular to the length of the substrates or the length of the waveguide). Therefore, it is necessary to ensure the orientation of the molecules of liquid crystals along the length of the substrates using a layer of orientant, and then a vertical turn using voltage. The magnitude (angle) of the rotation of the molecules of liquid crystals depends on the magnitude of the applied voltage. Before placing a mixture of liquid crystals between the substrates, a layer of orientant (or photo-orientant) is applied to each of the substrates. Moreover, the orientant is oriented in such a way that the molecules of liquid crystals, getting on the orientant, take the orientation in accordance with the orientation obtained by the orientant, namely along the length of the substrates. The orientant can be oriented in any known manner described above, for example, by rubbing onto substrates or by photo orientation.

На фигуре 4, иллюстрирующей способ создания дифракционной решетки на основе смеси жидких кристаллов и фотополимера, молекулы фотополимера изображены кружками, молекулы жидких кристаллов изображены эллипсоидами. Как показано на фигуре 4, полученную смесь жидких кристаллов и фотополимера помещают между подложками, с ориентированным ориентантом. Жидкие кристаллы, попадая на ориентант, принимают ориентацию в соответствии с ориентацией, полученной ориентантом, а именно вдоль длины подложек.In figure 4, illustrating a method of creating a diffraction grating based on a mixture of liquid crystals and a photopolymer, the photopolymer molecules are shown in circles, the liquid crystal molecules are shown as ellipsoids. As shown in figure 4, the resulting mixture of liquid crystals and photopolymer is placed between the substrates, with an oriented orientant. Liquid crystals, falling on the orientant, take the orientation in accordance with the orientation obtained by the orientant, namely along the length of the substrates.

На подложки накладывают электроды. Расположение электродов может быть произвольным, например, кольцевым, концентрическим, нерегулярным; и форма самих электродов тоже может быть произвольной. Возможно выбрать заранее заданное расположение электродов, причем расположение электродов определяется требованиями к создаваемой дифракционной структуре, например, определяется желаемым периодом создаваемой дифракционной структуры.Electrodes are applied to the substrates. The arrangement of the electrodes may be arbitrary, for example, annular, concentric, irregular; and the shape of the electrodes themselves can also be arbitrary. It is possible to select a predetermined arrangement of the electrodes, the arrangement of the electrodes being determined by the requirements for the created diffraction structure, for example, determined by the desired period of the created diffraction structure.

Чтобы создать электрическое поле необходимо иметь два проводника с разным потенциалом. Сплошной электрод, показанный на фиг. 4 снизу, обеспечивает проводник с так называемым общим или нулевым потенциалом, электроды, показанные на фиг. 4 сверху, независимы друг от друга, на них подают потенциал (напряжение) отличное от общего-нулевого, что позволяет создавать зоны с различной ориентацией жидких кристаллов (под электродами) в зависимости от приложенного напряжения. Период электродов строго соответствует периоду требуемой дифракционной решетки. Величина напряжения зависит от выбранной смеси жидких кристаллов. Далее, как показано на фиг. 4, на каждый электрод подается свое напряжение, которое разворачивает молекулы жидких кристаллов в соответствии с поданным напряжением, подтягивая за собой молекулы фотополимера, при этом участки фотополимера выравниваются, между которыми располагаются ориентированные молекулы жидких кристаллов. Величина подаваемого напряжения зависит от требуемых параметров дифракционной решетки. Молекулы жидких кристаллов под действием электрического поля поворачиваются, стремясь выстроится вдоль линий электрического поля. На каждый из электродов подается свое определенное напряжение, например, чтобы получить, например, прямоугольный фазовый профиль дифракционной структуры (фиг. 5 вариант 5.1) напряжения будут чередоваться следующим образом: N электродов с одинаковым напряжение отличным от нулевого, M электродов с нулевым напряжением, следующие N с ненулевым напряжением, потом M с нулевым и т.д., как частный случай N=1, M=0, причем N+M составляют период дифракционной решетки. В случае произвольного фазового профиля решетки напряжение между соседними электродами в группе N определяется функцией жидкокристаллической смеси Δn(U), где Δn - изменение показателя преломления, U - напряжение. При приложении напряжения к смеси происходит разворот молекул жидких кристаллов, угол разворота и, следовательно, Δn будут зависит от приложенного напряжения. При этом все молекулы жидких кристаллов под одним конкретным электродом будут разворачиваться на одинаковый угол. Чем больше напряжение, тем больше угол разворота. Предельное угол разворота составляет 90 градусов, ему соответствует определенное напряжение Umax. При больших величинах напряжения молекулы жидких кристаллов уже не будут разворачиваться. Различная ориентация (разворот) молекул жидких кристаллов приводит к модуляции показателя преломления в волноводе, получается необходимая фазовая картина.To create an electric field, you must have two conductors with different potentials. The solid electrode shown in FIG. 4 below, provides a conductor with a so-called common or zero potential, the electrodes shown in FIG. 4 from above, are independent of each other, a potential (voltage) different from common-zero is applied to them, which allows you to create zones with different orientations of liquid crystals (under the electrodes) depending on the applied voltage. The period of the electrodes strictly corresponds to the period of the desired diffraction grating. The magnitude of the voltage depends on the selected mixture of liquid crystals. Further, as shown in FIG. 4, each electrode is supplied with its own voltage, which expands the liquid crystal molecules in accordance with the applied voltage, pulling the photopolymer molecules along, while the sections of the photopolymer are aligned, between which oriented liquid crystal molecules are located. The magnitude of the applied voltage depends on the required parameters of the diffraction grating. Molecules of liquid crystals under the influence of an electric field rotate, trying to line up along the lines of the electric field. Each of the electrodes has its own specific voltage, for example, in order to obtain, for example, the rectangular phase profile of the diffraction structure (Fig. 5, option 5.1), the voltages will be alternated as follows: N electrodes with the same voltage different from zero, M electrodes with zero voltage, the following N with non-zero voltage, then M with zero, etc., as a special case of N = 1, M = 0, with N + M being the period of the diffraction grating. In the case of an arbitrary phase profile of the lattice, the voltage between adjacent electrodes in group N is determined by the function of the liquid crystal mixture Δn (U), where Δn is the change in the refractive index, U is the voltage. When voltage is applied to the mixture, the molecules of liquid crystals turn around, the angle of turn, and, therefore, Δn, will depend on the applied voltage. In this case, all molecules of liquid crystals under one specific electrode will unfold at the same angle. The greater the voltage, the greater the turning angle. The limiting angle of a turn is 90 degrees, a certain voltage Umax corresponds to it. At high voltage values, the molecules of liquid crystals will no longer unfold. Different orientation (turn) of liquid crystal molecules leads to modulation of the refractive index in the waveguide, the necessary phase picture is obtained.

Одновременно с приложением напряжения, приложенного, как описано выше, смесь облучается ультрафиолетовым излучением или нагревается, при этом фотополимер полимеризуются. Процесс фиксации фотополимера называется полимеризацией, при этом молекулы жидких кристаллов фиксируются между молекулами фотополимера, так, что жидкие кристаллы больше не могут менять свое направление. Напряжение и источник излучения убирают, при этом остается волновод с записанной дифракционной структурой поверх волновода, причем полученная жидкокристаллическая дифракционная решетка имеет заранее заданную фазовую модуляцию.Simultaneously with the application of a voltage applied as described above, the mixture is irradiated with ultraviolet radiation or heated, while the photopolymer is polymerized. The process of fixing the photopolymer is called polymerization, while the molecules of liquid crystals are fixed between the molecules of the photopolymer, so that the liquid crystals can no longer change their direction. The voltage and radiation source are removed, leaving a waveguide with a recorded diffraction structure on top of the waveguide, and the resulting liquid crystal diffraction grating has a predetermined phase modulation.

С помощью предлагаемого способа возможно создание дифракционной решетки с любым желаемым профилем показателя преломления.Using the proposed method, it is possible to create a diffraction grating with any desired refractive index profile.

Для иллюстрации на фигуре 5 показаны некоторые примеры профилей показателя преломления, которые можно записать предлагаемым способом, проиллюстрирован процесс создания некоторых профилей показателя преломления в жидкокристаллической дифракционной решетке.To illustrate, figure 5 shows some examples of refractive index profiles that can be written by the proposed method, the process of creating some refractive index profiles in a liquid crystal diffraction grating is illustrated.

В варианте 5.1 показана запись зубчатого профиля показателя преломления. Показано приложение к смеси фотополимера и жидких кристаллов напряжений V1, V2,…Vn для получения одного зубца пилообразного профиля посредством n дискретных электродов, расположенных вдоль длины волновода или вспомогательной подложки с электродами. На каждый из электродов подается свое определенное напряжение, в соответствии с желаемым профилем показателя преломления. Количество электродов и приложенных с их помощью напряжений V1, V2,…Vn соответствует желаемому количеству зубцов в профиле. После подачи напряжения полученную структуру, находящуюся под напряжением, облучают ультрафиолетовым излучением, либо нагревают (в зависимости от типа, применяемого фотополимера), под действием которого происходит полимеризация фотополимера. При полимеризации фотополимера молекулы фотополимера фиксируются, встраивая в свои связи молекулы жидких кристаллов. Таким образом молекулы жидких кристаллов тоже фиксируются, встраиваясь в молекулы фотополимера. После снятия напряжения молекулы жидких кристаллов не возвращаются в исходное состояние. В результате получается фиксированная дифракционная решетка, такую решетку можно использовать без приложения напряжения. В вариантах 5.2-5.4 показаны записи вариантов различных профилей показателя преломления, причем запись производится аналогично записи зубчатого профиля, 5.2 - прямоугольный профиль показателя преломления, 5.3 - синусоидальный профиль, 5.4 - произвольная форма профиля показателя преломления.In option 5.1, a record of the gear profile of the refractive index is shown. The application to the mixture of the photopolymer and liquid crystals of the voltage V1, V2, ... Vn is shown to obtain one tooth of a sawtooth profile using n discrete electrodes located along the length of the waveguide or auxiliary substrate with electrodes. Each of the electrodes is supplied with its own specific voltage, in accordance with the desired profile of the refractive index. The number of electrodes and the voltages V1, V2, ... Vn applied with their help corresponds to the desired number of teeth in the profile. After applying voltage, the resulting structure, which is energized, is irradiated with ultraviolet radiation or heated (depending on the type of photopolymer used), under the action of which the polymerization of the photopolymer occurs. During the polymerization of a photopolymer, the photopolymer molecules are fixed by incorporating liquid crystal molecules into their bonds. Thus, liquid crystal molecules are also fixed by incorporating into the photopolymer molecules. After stress relief, liquid crystal molecules do not return to their original state. The result is a fixed diffraction grating; such a grating can be used without applying voltage. Variants 5.2-5.4 show recordings of variants of various refractive index profiles, moreover, recording is performed similarly to recording a gear profile, 5.2 is a rectangular profile of the refractive index, 5.3 is a sinusoidal profile, 5.4 is an arbitrary shape of the refractive index profile.

Жидкокристаллическую дифракционную решетку можно формировать как непосредственно на волноводе, используя волновод как одну из подложек, так и формировать на отдельных подложках, присоединив затем одну из подложек, между которыми сформирована жидкокристаллическая дифракционная структура или решетка, к волноводу. При выполнении жидкокристаллической дифракционной решетки структура электродов, используемых при формировании, может как удаляться после формирования, так и оставаться на жидкокристаллической дифракционной решетке. Для возможности удаления электродов с дифракционной структуры, электроды выполняются на отдельных подложках, которые наносятся на основные подложки с возможностью удаления и могут быть выполнены из известных материалов, таких как ITO, IZO, углеродные трубки и другие материалы, которые проводят ток и являются прозрачными. Например, при формировании жидкокристаллической дифракционной решетки, к подложке, на которой нанесена смесь фотополимера и жидких кристаллов, можно прикрепить, например, кремниевую подложку, на которую наносятся электроды с необходимым заранее заданным расположением. После формирования жидкокристаллической дифракционной решетки такую кремниевую подложку легко удалить с полученной структуры. В результате получается жидкокристаллическая дифракционная решетка или структура для дифракционной решетки с высокой частотой, не требующая применения источника питания.A liquid crystal diffraction grating can be formed either directly on the waveguide using the waveguide as one of the substrates, or formed on separate substrates, then connecting one of the substrates between which a liquid crystal diffraction structure or grating is formed to the waveguide. When performing a liquid crystal diffraction grating, the structure of the electrodes used in the formation can either be removed after formation or remain on the liquid crystal diffraction grating. To remove the electrodes from the diffraction structure, the electrodes are performed on separate substrates, which are removably applied to the main substrates and can be made of known materials, such as ITO, IZO, carbon tubes and other materials that conduct current and are transparent. For example, when forming a liquid crystal diffraction grating, for example, a silicon substrate can be attached to a substrate on which a mixture of a photopolymer and liquid crystals is applied, onto which electrodes are deposited with the required predetermined location. After the formation of a liquid crystal diffraction grating, such a silicon substrate is easily removed from the resulting structure. The result is a liquid crystal diffraction grating or structure for a high frequency diffraction grating that does not require the use of a power source.

На фигуре 6 показано применение дифракционной решетки, созданной на основе смеси жидких кристаллов и фотополимера, для очков дополненной реальности, то есть для системы, основанной на волноводе с дифракционной решеткой. Профиль показателя преломления такой дифракционной решетки показан на 6.1 (по оси x отложена длина волновода, а по оси y - Δ n). Зубчатый профиль слева позволяет ввести излучение, а зубчатый профиль справа позволяет вывести излучение. Излучение попадает в волновод (левый зубчатый профиль), распространяется по волноводу (линия с нулевой модуляцией) за счет полного внутреннего отражения и выводится из волновода (правый зубчатый профиль). Необходимо отметить общеизвестность эффективности такого зубчатого профиля, такой профиль позволяет ввести в волновод или вывести излучение с дифракционной эффективностью более 90%, это известно из теории дифракции и теории дифракционных решеток. Если такую эффективность получать на объемных голографических решетках, при этом будет значительная угловая селективность, что не позволяет обеспечить широкое поле зрения, тогда как предлагаемое изобретение позволяет обеспечить, наряду с высокой дифракционной эффективностью, широкое поле зрения.The figure 6 shows the application diffraction grating, created on the basis of a mixture of liquid crystals and photopolymer, for augmented reality glasses, that is, for a system based on a waveguide with a diffraction grating. The profile of the refractive index of such a diffraction grating is shown in 6.1 (the x-axis shows the waveguide length, and the Δ n axis). The serrated profile on the left allows radiation to be introduced, and the serrated profile on the right allows radiation to be output. The radiation enters the waveguide (left tooth profile), propagates along the waveguide (line with zero modulation) due to total internal reflection and is output from the waveguide (right tooth profile). It is necessary to note the well-known effectiveness of such a toothed profile, such a profile allows introducing into the waveguide or output radiation with a diffraction efficiency of more than 90%, this is known from the theory of diffraction and the theory of diffraction gratings. If such efficiency is obtained on bulk holographic gratings, there will be significant angular selectivity, which does not allow for a wide field of view, while the present invention allows for, along with high diffraction efficiency, a wide field of view.

Устройство дополненной реальности (фигура 6.2), состоит из дисплея, оптической системы, которая служит для совмещения виртуального изображения и изображения реального мира в глазу человека, волновода, дифракционной решетки, расположенной на волноводе, и имеющей профиль, показанный на фигуре 6.1.The augmented reality device (figure 6.2) consists of a display, an optical system that serves to combine a virtual image and an image of the real world in the human eye, a waveguide, a diffraction grating located on the waveguide, and having the profile shown in figure 6.1.

Устройство работает следующим образом (фигура 6.2):The device operates as follows (figure 6.2):

1. Свет, излучаемый дисплеем и проходящий через оптическую систему, попадает в волновод с сформированной на нем жидкокристаллической дифракционной решеткой (фигура 6.1), дифрагирует от жидкокристаллической дифракционной решетки и попадает в волновод;1. The light emitted by the display and passing through the optical system enters the waveguide with a liquid crystal diffraction grating formed on it (Figure 6.1), diffracts from the liquid crystal diffraction grating, and enters the waveguide;

2. Фазовый профиль жидкокристаллической дифракционной решетки формируется таким образом, чтобы эффективность рабочего порядка дифракции была максимальной (порядком дифракции называется часть излучения, продифрагировавшего на дифракционной решетке и распространяющего в строго определенном направлении).2. The phase profile of the liquid crystal diffraction grating is formed in such a way that the efficiency of the working diffraction order is maximum (the diffraction order is the part of the radiation diffracted on the diffraction grating and propagates in a strictly defined direction).

3. Далее, благодаря сформированному профилю жидкокристаллической дифракционной решетки, лучи распространяются через волновод посредством полного внутреннего отражения.3. Further, due to the formed profile of the liquid crystal diffraction grating, the rays propagate through the waveguide by means of total internal reflection.

4. Излучение проходит к части жидкокристаллической дифракционной решетки, имеющей выходной профиль.4. The radiation passes to a part of the liquid crystal diffraction grating having an output profile.

5. Материал волновода и жидкокристаллической решетки прозрачен для просмотра. Таким образом, пользователь может видеть изображение, прошедшее волновод и реальный вид за волноводом одновременно.5. The material of the waveguide and the liquid crystal lattice is transparent for viewing. Thus, the user can see the image that has passed the waveguide and the actual view of the waveguide at the same time.

Полученные предлагаемыми способами жидкокристаллические дифракционные структуры можно использовать и в классических комбинерах для устройств дополненной реальности, как показано на фиг.7, нанеся одну входную жидкокристаллическую дифракционную структуру на вход волновода и другую жидкокристаллическую дифракционную структуру на выход волновода, с записанными на каждой из них желаемыми фазовыми профилями показателя преломления. Причем такие жидкокристаллические дифракционные структуры могут быть выполнены как из одного и того же материала, так и из разных материалов.The liquid crystal diffraction structures obtained by the proposed methods can also be used in classical combiners for augmented reality devices, as shown in Fig. 7, by applying one input liquid crystal diffraction structure to the input of the waveguide and another liquid crystal diffraction structure to the output of the waveguide, with the desired phase refractive index profiles. Moreover, such liquid crystal diffraction structures can be made of the same material or of different materials.

Предлагаемые жидкокристаллические дифракционные структуры могут быть использованы как дифракционные решетки в комбинерах для устройств дополненной реальности, выполняемых на лобовом стекле автомобиля, при таком применении не нужно использовать дополнительный источник питания, чтобы привести в действие жидкокристаллические дифракционные решетки комбинера.The proposed liquid crystal diffraction structures can be used as diffraction gratings in combiners for augmented reality devices running on the windshield of a car; in such an application, an additional power supply is not necessary to actuate the liquid crystal diffraction gratings of the combiner.

Предлагаемое изобретение может быть использовано при изготовлении динамических дифракционных решеток, то есть жидкокристаллических дифракционных решеток, период которых может перестраиваться. The present invention can be used in the manufacture of dynamic diffraction gratings, that is, liquid crystal diffraction gratings, the period of which can be tuned.

На фигуре 8 показано вводимое в волновод поле, поэтому стрелки падают на волновод. В нашем случае (плоский волновод и вводная и выводная решетки с одинаковой частотой) вводимое в волновод поле зрения равно выводимому из волновода. Под полем зрения понимается максимальный угловой размер, который можно ввести в волновод. Поле зрения в случае применения дифракционной решетки в комбинере ограничено двумя углами - углом полного внутреннего отражения αFigure 8 shows the field introduced into the waveguide, so the arrows fall on the waveguide. In our case (a planar waveguide and an input and output grating with the same frequency), the field of view introduced into the waveguide is equal to that output from the waveguide. The field of view refers to the maximum angular size that can be entered into the waveguide. The field of view in the case of using a diffraction grating in a combiner is limited by two angles - the angle of total internal reflection α _TIRTIR и максимальным углом, под которым свет может распространяться в волноводе α and the maximum angle at which light can propagate in the waveguide α _slipslip .. То есть, как показано на фигуре 8а, углы поля зрения αThat is, as shown in figure 8A, the angles of the field of view α _1one и α and α ₂₂ определяются углами α defined by angles α _TIRTIR и α and α _{slipslip ,,} то есть определяются свойствами дифракционной решетки и материалом волновода. Угол полного внутреннего отражения α that is, they are determined by the properties of the diffraction grating and the waveguide material. The angle of total internal reflection α _TIRTIR и максимальный угол, под которым свет может распространяться в волноводе, α and the maximum angle at which light can propagate in the waveguide, α _slipslip связаны с углами α1 и α2 формулой решетки are related to angles α1 and α2 by the lattice formula

, или

, or

где λ - длина волны;where λ is the wavelength;

T - частота решетки;T is the lattice frequency;

N - показатель преломления волновода.N is the refractive index of the waveguide.

То есть

.I.e

.

Общеизвестно, что

.It is well known that

.

В общем случае αIn the general case, α _1one не равно α not equal to α ₂₂ , однако расположение углов, когда α, however, the location of the angles when α _1one =α= α ₂₂ является наилучшим с эргономической точки зрения, поскольку удобно чтобы оптическая ось оптической системы ввода была перпендикулярна волноводу: в этом случае оптическая система будет располагаться в районе виска в дужке очков. Иначе оптическая система должна находиться либо внутри головы, либо торчать сбоку за ушами, в первом случае это невозможно, во втором - неудобно. Необходимо отметить, что в системе виртуальной реальности можно выделить три поля: поле оптической системы ввода, поле, которое можно ввести в волновод и поле, выводимое из волновода (называемое полем зрения). В оптимально рассчитанной системе все три поля совпадают. Поэтому под полем зрения понимается максимальный угловой размер, который можно ввести в волновод. is the best from an ergonomic point of view, since it is convenient that the optical axis of the optical input system is perpendicular to the waveguide: in this case, the optical system will be located in the temple area in the temple of glasses. Otherwise, the optical system should either be inside the head or stick out from behind the ears, in the first case it is impossible, in the second it is inconvenient. It should be noted that in the virtual reality system, three fields can be distinguished: the field of the optical input system, the field that can be entered into the waveguide, and the field output from the waveguide (called the field of view). In an optimally calculated system, all three fields coincide. Therefore, the field of view refers to the maximum angular size that can be entered into the waveguide.

В зависимости от угла наклона оптической оси системы ввода относительно нормали (система ввода осесимметричная) к волноводу возможны три режима ввода, на фигуре 8b показан первый режим ввода (Режим 1), когда оптическая ось системы находится под одним углом к дифракционной решетке, второй режим ввода (Режим 2), когда оптическая ось системы находится перпендикулярно к дифракционной решетке и третий режим ввода (Режим 3), когда оптическая ось находится под другим углом к дифракционной решетке.Depending on the angle of inclination of the optical axis of the input system relative to the normal (the input system is axisymmetric), three input modes are possible for the waveguide, figure 8b shows the first input mode (Mode 1), when the optical axis of the system is at the same angle to the diffraction grating, the second input mode (Mode 2) when the optical axis of the system is perpendicular to the diffraction grating and the third input mode (Mode 3) when the optical axis is at a different angle to the diffraction grating.

На фигуре 9 изображены графики зависимости поля зрения от частоты дифракционной решетки. Кривая 1 соответствует изменению угла αThe figure 9 shows graphs of the dependence of the field of view on the frequency of the diffraction grating. Curve 1 corresponds to a change in the angle α _1one в зависимости от частоты дифракционной решетки, кривая 2 соответствует изменению угла α depending on the frequency of the diffraction grating, curve 2 corresponds to a change in the angle α ₂₂ в зависимости от частоты дифракционной решетки, кривая 3 соответствует изменению поля зрения для решетки с фиксированным периодом (период - это расстояние между повторяющимися точками фазового профиля). depending on the frequency of the diffraction grating, curve 3 corresponds to a change in the field of view for a grating with a fixed period (the period is the distance between the repeating points of the phase profile).

Сумма кривых 1 и 2 представляет собой кривую 4, определяющую поле зрения для динамической (перестраиваемой) дифракционной решетки.The sum of curves 1 and 2 is curve 4, which determines the field of view for a dynamic (tunable) diffraction grating.

Очень часто приходится работать в центральной зоне b, поскольку конструктивно не всегда удобно наклонять оптическую систему на какой-нибудь угол. При использовании перестраиваемой дифракционной решетки, перестройка частоты которой зависит от приложенного к решетке напряжения, возможно изменить частоту решетки и в результате получить, согласно кривой 4, широкое поле зрения, например, в зоне a, показанной на графике слева, но поле зрения будет смещено, как если бы была наклонена оптическая система ввода. При последующем переключении возможно изменить частоту решетки и в результате получить, согласно кривой 4, широкое поле зрения, например, в симметричной зоне c, показанной на графике справа, но поле зрения будет смещено симметрично вправо. Т.к. решетка с одним периодом не может ввести в волновод все большое поле зрения, то возможно разбить большое поле зрения на составные части и вводить, и выводить их последовательно, на фиг.9 слева от графика показано разбиение на две части, например, с использованием режимов 1 и 3, показанных на фиг. 8, однако поле можно разбить на две и более части. При быстром переключении между частями глаз не заметит переключения и визуально будет видеть одно большое поле зрения. При быстром переключении между двумя режимами получаем сумму полей зрения, скорость переключения должна быть такая, чтобы было незаметно для глаз. Например, при использовании деления поля на 2 части частота переключения должна быть около 120 Гц, на 3 части - 180 Гц, при таких частотах пользователь будет гарантировано комфортно видеть все поле зрения без мерцаний и прочих негативных эффектов.It is often necessary to work in the central zone b, since it is structurally not always convenient to tilt the optical system at some angle. When using a tunable diffraction grating, the frequency tuning of which depends on the voltage applied to the grating, it is possible to change the grating frequency and, as a result, obtain, according to curve 4, a wide field of view, for example, in zone a, shown on the graph on the left, but the field of view will be shifted, as if the optical input system was tilted. With the subsequent switching, it is possible to change the lattice frequency and, as a result, obtain, according to curve 4, a wide field of view, for example, in the symmetric zone c shown in the graph on the right, but the field of view will be shifted symmetrically to the right. Because Since a grating with one period cannot introduce an entire large field of view into the waveguide, it is possible to divide a large field of view into its component parts and enter and output them sequentially; in Fig. 9, a split into two parts is shown to the left of the graph, for example, using modes 1 and 3 shown in FIG. 8, however, the field can be divided into two or more parts. When quickly switching between parts of the eye, it will not notice the switch and visually see one large field of view. When quickly switching between the two modes, we get the sum of the fields of view, the switching speed should be such that it is invisible to the eyes. For example, when using dividing the field into 2 parts, the switching frequency should be about 120 Hz, into 3 parts - 180 Hz, at these frequencies the user will be guaranteed to comfortably see the entire field of view without flicker and other negative effects.

На фигуре 10 показана реализация динамической жидкокристаллической решетки. Для реализации динамической жидкокристаллической решетки предлагается использовать технологию интерференционного фотоориентирования, описанную выше. При этом фотоориентант облучается через фотомаску (технология известна из уровня техники), или посредством интерференционной картины. В местах, где свет попадал на падающий фотоориентант, жидкие кристаллы являются ориентированными, в местах, где свет не попадал на падающий фотоориентант, жидкие кристаллы остаются хаотичными. The figure 10 shows the implementation of a dynamic liquid crystal lattice. To implement a dynamic liquid crystal lattice, it is proposed to use the interference photoorientation technology described above. In this case, the photo-orientation is irradiated through the photomask (the technology is known from the prior art), or by means of an interference pattern. In places where light fell on the incident photo-orientation, liquid crystals are oriented, in places where light did not fall on the incident photo-orientation, liquid crystals remain chaotic.

На фиг. 10 показано использование фотомаски для частичной полимеризации, т.е. зоны под закрашенными областями полимеризованы и независимо от напряжения молекулы жидких кристаллов в полимеризованных зонах всегда повернуты. Области под незакрашенными зонами фотомаски не полимеризованы и там молекулы жидких кристаллов обладают подвижностью. Под напряжением молекулы жидких кристаллов поворачиваются и меняется показатель преломления, в отсутствии напряжения молекулы жидких кристаллов возвращаются в исходное состояние. Т.к. эти области расположены внутри периода Т2, то при включении напряжения, период решетки изменяется на более меньший Т1.In FIG. 10 shows the use of photomasks for partial polymerization, i.e. the zones under the shaded areas are polymerized and regardless of the voltage, the molecules of liquid crystals in the polymerized zones are always rotated. The areas under the unshaded areas of the photomask are not polymerized and there the molecules of liquid crystals have mobility. Under voltage, the molecules of liquid crystals rotate and the refractive index changes; in the absence of voltage, the molecules of liquid crystals return to their original state. Because these areas are located inside the period T2, then when you turn on the voltage, the lattice period changes to a smaller T1.

Часть решетки, которая соответствует двум рядам ориентированных жидких кристаллов, показанных на фиг. 10 слева выполнена с помощью смеси фотополимера и жидких кристаллов, которая была полимеризована, поэтому показатель преломления этой области не зависит от приложенного напряжения. Часть решетки, которая соответствует трем следующим рядам жидких кристаллов, получена с помощью способа интерференционного фотоориентирования, то есть два крайние ряда жидких кристаллов этой области хаотичны и не реагируют на приложенное напряжение, а средний ряд жидких кристаллов был ориентирован и изменяет свой показатель преломления при приложении напряжения, что и отражено на графиках, показанных ниже. То есть при приложении напряжения происходит перестройка частоты дифракционной решетки.The part of the lattice that corresponds to the two rows of oriented liquid crystals shown in FIG. 10 on the left is made using a mixture of photopolymer and liquid crystals, which was polymerized, therefore, the refractive index of this region does not depend on the applied voltage. The part of the lattice that corresponds to the next three rows of liquid crystals was obtained using the interference photoorientation method, that is, the two extreme rows of liquid crystals of this region are chaotic and do not respond to the applied voltage, and the middle row of liquid crystals was oriented and changes its refractive index upon application of voltage , which is reflected in the graphs shown below. That is, when voltage is applied, the frequency of the diffraction grating is tuned.

Хотя изобретение описано в связи с некоторыми иллюстративными вариантами осуществления, следует понимать, что сущность изобретения, не ограничивается этими конкретными вариантами осуществления. Напротив, предполагается, что сущность изобретения включает в себя все альтернативы, коррекции и эквиваленты, которые могут быть включены в сущность и объем формулы изобретения.Although the invention has been described in connection with some illustrative embodiments, it should be understood that the invention is not limited to these specific embodiments. On the contrary, it is assumed that the invention includes all alternatives, corrections and equivalents that may be included in the essence and scope of the claims.

Кроме того, изобретение сохраняет все эквиваленты заявляемого изобретения, даже если пункты формулы изобретения изменяются в процессе рассмотрения.In addition, the invention retains all equivalents of the claimed invention, even if the claims change during the review process.

Claims (42)

1. Способ изготовления жидкокристаллической структуры для дифракционной линзы, содержащий этапы, на которых:1. A method of manufacturing a liquid crystal structure for a diffractive lens, comprising stages in which: наносят фотоориентант на каждую из двух подложек;apply a photo-orientation on each of the two substrates; облучают фотоориентант двумя поляризованными когерентными волнами, интерферирующими между собой, одна из которых имеет сферический волновой фронт, а другая имеет плоский волновой фронт, при этом фотоориентант ориентируется в соответствии с вектором поляризации в областях, где интерференционная картина имеет ненулевую интенсивность, и фотоориентант не ориентируется в областях, где интерференционная картина имеет полосы с нулевой интенсивностью;the photo-orientant is irradiated with two polarized coherent waves interfering with each other, one of which has a spherical wave front and the other has a flat wave front, while the photo-orientation is oriented in accordance with the polarization vector in areas where the interference pattern has a nonzero intensity, and the photo orientation is not oriented in areas where the interference pattern has bands with zero intensity; располагают слой жидких кристаллов между двумя подложками с фотоориентантом, при этом молекулы жидкого кристалла, попадая на фотоориентант, принимают ориентацию в соответствии с ориентацией, полученной фотоориентантом, то есть молекулы жидкого кристалла становятся ориентированными в областях, где фотоориентант ориентирован, и жидкие кристаллы остаются хаотичными в областях, где фотоориентант не ориентирован.place a layer of liquid crystals between two substrates with a photo-orientant, while the liquid crystal molecules, getting on the photo-orientation, take the orientation in accordance with the orientation obtained by the photo-orientation, that is, the liquid crystal molecules become oriented in areas where the photo-orientation is oriented, and liquid crystals remain chaotic in areas where the photo-orientation is not oriented. 2. Способ по п. 1, причем одной из подложек является волновод.2. The method according to claim 1, wherein one of the substrates is a waveguide. 3. Способ по п. 1, причем одна из подложек наносится или прикрепляется к волноводу.3. The method according to claim 1, wherein one of the substrates is applied or attached to the waveguide. 4. Жидкокристаллическая дифракционная решетка, содержащая:4. A liquid crystal diffraction grating comprising: источник питания;power supply; два электрода;two electrodes; жидкокристаллическую структуру, изготовленную согласно способу по любому из пунктов пп. 1-3, расположенную между двумя электродами;a liquid crystal structure made according to the method according to any one of paragraphs. 1-3, located between the two electrodes; причемmoreover области ориентированных жидких кристаллов выполнены с возможностью модуляции показателя преломления при приложении напряжения;regions of oriented liquid crystals are configured to modulate the refractive index upon application of voltage; области хаотичных жидких кристаллов выполнены с возможностью не реагировать на приложение напряжения.areas of chaotic liquid crystals are configured to not respond to voltage application. 5. Способ изготовления жидкокристаллической структуры для дифракционной решетки, содержащий этапы, на которых:5. A method of manufacturing a liquid crystal structure for a diffraction grating, comprising stages in which: смешивают полимер с жидкими кристаллами;the polymer is mixed with liquid crystals; размещают на первой подложке электроды с заранее заданным расположением;placing electrodes on a first substrate with a predetermined location; размещают на второй подложке сплошной электрод для нулевого потенциала;place on the second substrate a solid electrode for zero potential; наносят ориентант на каждую из двух подложек, ориентируют его, располагают смесь жидких кристаллов и полимера между двумя подложками, причем ориентант ориентируют таким образом, что жидкие кристаллы, попадая на ориентант, принимают ориентацию в соответствии с ориентацией, полученной ориентантом, а именно вдоль длины подложек;put an orientant on each of the two substrates, orient it, place a mixture of liquid crystals and polymer between the two substrates, and orient the orient in such a way that the liquid crystals, getting on the orient, take the orientation in accordance with the orientation obtained by the orient, namely along the length of the substrates ; подают заранее заданное напряжение на каждый из электродов с заранее заданным расположением, причем заранее заданное напряжение разворачивает молекулы жидкого кристалла в соответствии с величиной заранее заданного напряжения;applying a predetermined voltage to each of the electrodes with a predetermined location, wherein a predetermined voltage unfolds the liquid crystal molecules in accordance with the value of the predetermined voltage; одновременно с подачей напряжения полимеризуют смесь жидких кристаллов и полимера;simultaneously with applying a voltage, a mixture of liquid crystals and a polymer is polymerized; снимают заранее заданное напряжение с электродов с заранее заданным расположением, причемremove a predetermined voltage from the electrodes with a predetermined location, and после этапа снятия заранее заданного напряжения, снимают подложку с электродами с заранее заданным расположением и подложку со сплошным электродом для нулевого потенциала.after the step of removing a predetermined voltage, remove the substrate with electrodes with a predetermined location and the substrate with a solid electrode for zero potential. 6. Способ по п.5, причем ориентант представляет собой фотоориентант.6. The method according to claim 5, wherein the orientation is a photo-orientation. 7. Способ по п. 5, причем одной из подложек является волновод.7. The method according to claim 5, wherein one of the substrates is a waveguide. 8. Способ по п. 5, причем одна из подложек наносится на волновод или прикрепляется к волноводу.8. The method according to claim 5, wherein one of the substrates is applied to the waveguide or attached to the waveguide. 9. Способ по п.5, причем полимер является фотополимером.9. The method according to claim 5, wherein the polymer is a photopolymer. 10. Способ по п.5, в котором10. The method according to claim 5, in which в процессе размещения электродов с заранее заданным расположением на первой подложке к первой подложке прикрепляют подложку с электродами с заранее заданным расположением;in the process of placing electrodes with a predetermined location on the first substrate, a substrate with electrodes with a predetermined location is attached to the first substrate; в процессе размещения сплошного электрода для нулевого потенциала на второй подложке к второй подложке прикрепляют подложку со сплошным электродом для нулевого потенциала.in the process of placing a solid electrode for zero potential on a second substrate, a substrate with a solid electrode for zero potential is attached to the second substrate. 11. Динамическая жидкокристаллическая дифракционная решетка, содержащая11. A dynamic liquid crystal diffraction grating comprising источник питания;power supply; два электрода;two electrodes; жидкокристаллической дифракционный элемент, имеющий множество жидкокристаллических структур, чередующихся между собой, одни из которых изготовлены способом по п.1, а другие из которых изготовлены способом, содержащим этапы, на которых:a liquid crystal diffraction element having a plurality of liquid crystal structures alternating between each other, some of which are manufactured by the method according to claim 1, and others of which are manufactured by a method comprising the steps of: смешивают полимер с жидкими кристаллами;the polymer is mixed with liquid crystals; размещают на первой подложке электроды с заранее заданным расположением;placing electrodes on a first substrate with a predetermined location; размещают на второй подложке сплошной электрод для нулевого потенциала;place on the second substrate a solid electrode for zero potential; наносят ориентант на каждую из двух подложек, ориентируют его, располагают смесь жидких кристаллов и полимера между двумя подложками, причем ориентант ориентируют таким образом, что жидкие кристаллы, попадая на ориентант, принимают ориентацию в соответствии с ориентацией, полученной ориентантом, а именно вдоль длины подложек;put an orientant on each of the two substrates, orient it, place a mixture of liquid crystals and polymer between the two substrates, and orient the orient in such a way that the liquid crystals, getting on the orient, take the orientation in accordance with the orientation obtained by the orient, namely along the length of the substrates ; подают заранее заданное напряжение на каждый из электродов с заранее заданным расположением, причем заранее заданное напряжение разворачивает молекулы жидкого кристалла в соответствии с величиной заранее заданного напряжения;applying a predetermined voltage to each of the electrodes with a predetermined location, wherein a predetermined voltage unfolds the liquid crystal molecules in accordance with the value of the predetermined voltage; одновременно с подачей напряжения полимеризуют смесь жидких кристаллов и полимера;simultaneously with applying a voltage, a mixture of liquid crystals and a polymer is polymerized; снимают заранее заданное напряжение с электродов с заранее заданным расположением.remove a predetermined voltage from the electrodes with a predetermined location. 12. Динамическая жидкокристаллическая дифракционная решетка по п. 11, причем одной из подложек является волновод.12. The dynamic liquid crystal diffraction grating according to claim 11, wherein one of the substrates is a waveguide. 13. Динамическая жидкокристаллическая дифракционная решетка по п. 11, причем одна из подложек нанесена на волновод или прикреплена к волноводу.13. The dynamic liquid crystal diffraction grating according to claim 11, wherein one of the substrates is deposited on the waveguide or attached to the waveguide.

Images