偏振光栅（Polarization Grating，PG）基于液晶聚合物双折射材料和N-BK7玻璃基底制成，呈现为“前后玻璃衬底+中间LCP功能膜层”的三明治结构，无外壳，带单侧切边。在LCP层中，液晶分子的快轴取向沿x方向呈现周期性连续渐变，其在整个器件平面上具有相同的 λ/2延迟量，为单波长器件。偏振光栅具有偏振相关的光学特性，根据入射光束偏振态的不同，可用于实现分束能量比可调的二分束效果，也可用于实现非机械式的光束扫描。相较于传统的光栅，偏振光栅引入了偏振调制功能；平板结构，无物理凹凸，易于集成；具有极低的零级占比和极高的衍射效率。

在液晶微纳技术的研发与应用领域，麓邦是全球前三、国内唯一实现量产的企业，并在军工、科研、泛半导体等领域有着成熟应用。麓邦公司在研发投入方面已超过5000万，并已获授权专利57项（其中发明专利15项）。

液晶微纳技术：通过控制液晶聚合物分子的排列，即液晶分子快轴的方位角以及液晶层厚度来实现对入射激光的相位进行调制，通过光取向技术实现对液晶聚合物分子的有序排列或特定图案排列，实现对入射激光束的精准调控。

麓邦公司通过近五多的时间，从材料、设备、工艺、应用等多环节解决了全流程、全链条技术的自主掌握，是国内首条微纳产品量产线，彻底打破了国外技术的封锁，为下一步实现较大批量（百万片以上）的量产打下了坚实基础。

麓邦公司在2022年实现了160mm大口径液晶光栅的量产（国内唯一），在2022年已突破320mm口径，该系列产品各项指标均达到国际领先水平，并已成功应用于中国工程物理研究院相关项目。

产品特性：

• 大口径，160mm口径，全国首家实现160mm口径偏振光栅
• 质地轻薄，通过附着在基片表面的液晶聚合物薄膜实现偏振光栅特性
• 偏振选择性衍射光学元件，通过控制入射光的偏振态，偏振光栅能够调控正一阶和负一阶之间的能量分布
• 高衍射效率，衍射效率大于98%，且只有正负一级衍射光，无高阶衍射光
• V型增透膜，透过率98%
• 可通过多层级联方式实现无机械运动的光束扫描，且没有高阶杂散光影响
• 7980-0F材质低羟基热膨胀系数低，高损伤阈值可用于大功率激光应用场景
• 光栅周期最小可达2 μm

产品应用：

1. 工业领域：LUBON大口径液晶聚合物大口径偏振光栅可用于光束偏转，与电控调制器组合级联结构可用光束扫描，在激光相控雷达应用中可实现无机械运动的光束扫描。大口径及高损伤阈值可适用于高能量激光扫描。衍射角度与光栅周期成反比，在光谱探测可获得更高的探测分辨率。衍射效率高可实现较高的探测动态范围。偏振选择特性使得分离的两束光在重叠区域与非重叠区域具有不同偏振态，从而可实现物体的边缘检测。
2. 科研领域：其偏振选择特性可用于偏振转化，把非偏振光转化为圆偏振光，可用于偏振分束以及合束。
3. 通信领域：偏振光栅的光束偏转及级联扫描特性可用于空间光通信，大口径且轻薄的特性可安装于无人机等对负载有要求的设备中。其分束特性可用于光通信耦合，偏振转化特性可用于光隔离器。
4. 消费领域：偏振光栅的高衍射效率特性在消费领域具有较高的节能经济特性，衍射角度与波长成正比，与光栅周期成反比，在光谱探测可获得更高的探测分辨率。光创意应用中实现更真实的色彩分辨率。偏振转化特性可把非偏振的LED光源无损耗转化成偏振光源。光束偏转特性在AR头戴式装置中实现光在介质中横向传播。

LUBON液晶聚合物系列产品通过几何相位或者PB相位(Pancharatnam–Berry phase)来实现，通过高分辨率的结构化液晶光取向技术控制液晶分子的在微米或者亚微米尺度内二维空间有序排布实现复杂相位波前，称为第四代光学技术。LUBON从核心材料，工艺路线，核心设备都属于自主研发。大口径透射式偏振光栅在160mm口径基础上实现的参数属于国内顶尖水平，媲美国外同行。至今已经产生超过800万销售额。大口径透射式偏振光栅基于几何相位特性实现衍射光学元件，衍射角度取决于光栅周期。具有偏振选择特性，当入射光束偏振态不同时，具有不同的衍射特性。

• 当偏振光栅入射光为非偏振光或线性偏振光时，偏振光栅同时有+1级和-1级衍射光， +1级衍射光为左旋圆偏振光，-1级衍射光为右旋圆偏振光。
• 当入射光为右旋圆偏振光时，则只有+1级衍射光，衍射光为左旋圆偏振光。
• 当入射光为左旋圆偏振光时，则只有-1级衍射光，衍射光为右旋圆偏振光。
• 当入射光为椭圆偏振光时，则同时存在+1级和-1级衍射光，并且两级衍射光束光强比值与入射光椭偏度相关。
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  大口径透射式偏振光栅历经2年半开发，从最初1英寸口径到160mm口径，光栅周期从10μm到2μm，曝光方式从干涉曝光到激光直写，共投入研发经费超过500万。基于产品和应用共申请了19项专利。
• 专利申请情况：

• • CN112987324A 基于液晶偏振光栅的分光器（发明公开）
  • CN110031967B 光学镜片组、光束扫描器及其光束扫描方法（发明授权）
  • CN110031967A 光学镜片组、光束扫描器及其光束扫描方法（发明公开）
  • CN110376213B 光学检测系统及方法（发明授权）
  • CN113009720A 光隔离器（发明公开）
  • CN110208999A 图像采集方法及系统（发明公开）
  • CN110764269B 光学渐变系统及方法（发明公开）
  • CN110221444B 成像系统（发明授权）
  • CN110133865B 成像方向选择设备及其方法（发明授权）
  • CN111308483A 激光测距方法及用于激光测距的装置（发明公开）
  • CN110456520A 光学系统、边缘轮廓提取方法及系统、计算机存储介质（发明公开）
  • CN110426397A 光学检测系统、装置及方法（发明公开）
  • CN110133865A 成像方向选择设备及其方法（发明公开）
  • CN212808618U 用于激光测距的装置（实用新型授权）
  • CN210347978U 光学元件及系统（实用新型授权）
  • CN212808618U 用于激光测距的装置（实用新型授权）
  • CN211180208U 固态激光雷达及其激光扫描系统（实用新型授权）
  • CN210348084U 光学系统  （实用新型授权）
  • CN215986755U 彩虹发生器（实用新型授权）

产品型号：PZGS150-A-B，A代表光栅周期，B代表设计波长，比如PZGS150-5-1064

产品参数

• 光学元件材质：液晶聚合物/康宁7980-0F
• 通光孔径(CA)：160 mm
• 设计波长(Design Wavelength)：可见光-红外
• 增透膜(AR Coating)：Rabs <0.25% @ 设计波长 （单面）
• 透射率(T)：>98 % @ 设计波长
• 表面光洁度（Scratch/Dig）：60/40
• 透射波前差(TWE)：<1λ（PV）
• 平行度(Parallelism)：<1 arcmin
• 衍射效率（η）：>98% @ 设计波长
• 基片厚度(Thickness)：2 mm
• 光栅周期(Period)：≥2 μm
• 偏转角度(θ)： 12.29°@ 1064 nm，5μm（典型值）
• AOI (Angle of Incidence): >15°
• 损伤阈值：10J/cm^2 @ 1064 nm, 10ns, 10HZ
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• 参数定义：
  
  • 延迟量(δ) — LUBON的液晶聚合物偏振光栅产品均设定为工作波长下的λ/2延迟量。半波延迟量确保了o光和e光两个垂直分量在液晶双折射材料中传播时产生λ/2光程差，以构成器件功能实现的基础。

  • 延迟量精度及均匀度(Δδ) — LUBON的液晶液晶聚合物偏振光栅产品确保整个有效通光孔径内其延迟量精度及均匀度在±5 nm以内，避免了延迟量误差导致的性能衍射效率、偏振调制特性等产生影响。

  • 平行度（Parallelism） — 由于器件保护处理过程中新衬底的引入，会使得前后衬底间存在平行度误差。透射光偏转参数则表征了衬底平行度误差对光束偏转的影响。

  • 透过波前差（Transmitted Wavefront Error (TWE)） — 波前是光波的连续性同相位所构成表面，透射波前差则是光束透射器件后由于表面缺陷、平行度误差、延迟量不均匀等因素引起的同相表面错位，是衡量末端输出光束质量好坏的重要参数。

  • 表面光洁度(Scratch-Dig) — 表面光洁度用于判定器件表面质量情况，依据美国军用标准MIL-PRF-13830B，用两组数字表示表面缺陷大小。LUBON液晶聚合物偏振光栅器件表面光洁度保证优于60-40，两组数字中，前者限制划痕大小，后者限制麻点大小，数值越小， 则代表器件表面质量越好。

  • 透射率(T%)  — 光束透过器件时，由于基底和聚合物材料对光的反射和能量吸收而产生能量损耗，透射光能占原入射光能量之比，即为透射率。

  • 衍射效率(η) — 衍射效率通常定义为光束经过器件后有效级次与全部出射光的能量比，即η=E_eff/E_out×100%。器件的延迟量精度越高、结构质量越好，则衍射效率越高。衍射效率是衡量液晶聚合物偏振光栅产品质量的重要参数。

  • 衍射角（θ） — 将液晶分子快轴取向连续旋转180° 所跨越的最短物理宽度P定义为一个相位变化周期，衍射角θ与相位变化周期p 的关系遵循：sinθ=λ/p，λ为工作波长.