，所述光控取向膜的的控制图形可擦写，所述光控取向膜的材料为偶氮染料，使该液晶叉形偏振光栅可重复利用，通过擦写光控取向膜上的控制图形，可实时变更液晶叉形偏振光栅的结构，实现产生多种模式的涡旋光。
[0076]实施例五
[0077]本发明实施例还提供一种液晶叉形偏振光栅的制备方法，图15为本发明实施例五提供的一种液晶叉形偏振光栅的制备方法的流程图，如图15所示，所述方法包括如下步骤:
[0078]步骤151、在设置有第一电极的第一基板和设置有第二电极的第二基板的近邻所述液晶层的一侧形成光控取向膜；
[0079]可选的，在形成光控取向膜之前，为增加光控取向膜与第一基板和第二基板的浸润性和粘附性，用ITO (氧化铟锡导电膜)洗液(丙酮、酒精等混合试剂)进行超声清洗30分钟，然后再用超纯水超声清洗两次，各10分钟。在120°C烘箱中烘干40分钟后，进行UVO (紫外臭氧)清洗30分钟。
[0080]可选地，在设置有第一电极的第一基板和设置有第二电极的第二基板的近邻所述液晶层的一侧形成光控取向膜可以采用下列方式:
[0081]将光控取向材料旋涂在设置有第一电极的第一基板和设置有第二电极的第二基板的近邻所述液晶层的一侧，旋涂参数为:低速旋涂5秒，转速800转/分钟，高速旋涂40秒，转速3000转/分钟；
[0082]将旋涂有光控取向材料的第一基板和第二基板退火10分钟，退火温度为100°C，形成光控取向膜。
[0083]步骤152、在设置有第一电极的第一基板上设置间隔粒子，并与所述设置有第二电极的第二基板封装；
[0084]其中，间隔粒子的尺寸可以根据具体需要进行选取，通过选取不同尺寸的间隔粒子，可以调整第一基板和第二基板之间的距离，以实现入射光在所述液晶叉形偏振光栅中的寻常光和非寻常光的相位差大于或者等于η ;这样设置的好处是，当入射光在所述液晶叉形液晶叉形偏振光栅中的寻常光和非寻常光的相位差等于时，入射光照射到所述液晶叉形偏振光栅后出射的光束只有涡旋光，零级高斯光束被抑制，因此涡旋光的衍射效率之和为100%。当入射光在所述液晶叉形偏振光栅中的寻常光和非寻常光的相位差大于时，可以通过控制施加在所述液晶叉形偏振光栅第一基板和第二基板上的电压差，使零级高斯光束消失，实现涡旋光的衍射效率为100%。
[0085]步骤153、对所述光控取向膜进行多步重叠曝光，以形成中心区域呈叉形且分子指向矢方向呈周期性渐变分布的控制图形；
[0086]光控取向膜中的分子指向矢可通过诱导光的偏振方向进行设定，具体的可以通过多次重叠曝光0° -180°的曝光图形，在所述光控取向膜上形成中心区域呈叉形且分子指向矢方向呈周期性渐变分布的控制图形。需要说明的是，所述叉形具有至少一个分支，叉形分支数量与所述涡旋光的拓扑荷数相同，具体可根据需要选择叉形分支数量以获得不同模式的涡旋光。
[0087]步骤154、在所述设置有第一电极的第一基板和所述设置有第二电极的第二基板之间灌注液晶层，所述控制图形控制所述液晶层中的液晶分子指向矢呈周期性渐变分布，以使照射在所述液晶叉形偏振光栅的入射光转换为涡旋光。
[0088]光控取向膜具有锚定作用，在步骤153中形成的中心区域呈叉形且分子指向矢方向呈周期性渐变分布的控制图形的控制下，所述液晶层中的液晶分子指向矢呈周期性渐变分布，相当于引入偏振光栅的特性，使液晶叉形偏振光栅的入射光转换为涡旋光，由于液晶层中的液晶分子指向矢呈周期性渐变分布，高级次的涡旋光被抑制，因此提高了液晶叉形偏振光栅的衍射效率。
[0089]在上述实施例的基础上，所述对所述光控取向膜进行多步重叠曝光，以形成中心区域呈叉形且分子指向矢方向呈周期性渐变分布的控制图形，还包括:
[0090]可以在所述控制图形的中心区域中引入至少一个90°液晶取向位错环，和/或，在所述控制图形的中心区域中引入一条液晶取向径向线位错；
[0091]其中，所述叉形位于90°液晶取向位错环内，所述90°液晶取向位错环内的控制图形与所述90°液晶取向位错环外的控制图形相对移动半个周期；
[0092]当所述控制图形的中心区域包括一条液晶取向径向线位错时，所述叉形分支数量具有小数部分，所述液晶取向径向线位错位于所述叉形的一侧，且一端与所述叉形相连，所述液晶取向径向线位错两侧的控制图形相对移动小数部分个周期。通过在所述光控取向膜上设置不同的控制图形，可以获得不同模式的涡旋光，以满足不同的应用需求。涡旋光是一种拉盖尔高斯模式(Laguerre-Gaussian mode)，有两个关键参数，分别是拓扑荷数(也称为角向指数)和径向指数。其中，叉形分支数量与所述涡旋光的拓扑荷数相同，90°液晶取向位错环数量与所述涡旋光的径向指数相同。通过在所述控制图形的中心区域引入90°液晶取向位错环，可以获得不同径向指数的的涡旋光。当所述控制图形的中心区域没有液晶取向径向线位错时，涡旋光的衍射斑为闭环，当所述控制图形的中心区域有液晶取向径向线位错时，涡旋光的衍射斑变为开环。
[0093]实施例六
[0094]在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供一种对所述光控取向膜进行多步重叠曝光的方法，具体的:采用数控微镜阵光刻系统，根据曝光次序，选择对应的曝光图形，以及对应的诱导光偏振方向，依次进行曝光；其中，相邻步骤曝光图形的曝光区域部分重叠，所述诱导光偏振方向随曝光次序单调增加或单调减小，以实现形成中心区域呈叉形且分子指向矢方向呈周期性渐变分布的控制图形。
[0095]举例而言，对所述光控取向膜进行三步重叠曝光形成中心区域呈叉形且分子指向矢方向呈周期性渐变分布的控制图形，图16为本发明实施例六提供的一种对光控取向膜进行多步重叠曝光的方法示意图，如图16所示，共有三次曝光，依次为第一次曝光、第二次曝光和第三次曝光。三次曝光的曝光图形具有相同的周期，例如具有η个周期T1，T2，T3…Τη，η为大于I的正整数(图16示例性的仅示出Τ1-Τ3)。第一次曝光时，采用数控微镜阵光刻系统选择第一曝光图形，第一次曝光对应的诱导光偏振方向为0°，每个周期分为3等份TnU Τη2和Τη3，第一曝光图形的曝光区域为Tl的Tll和Τ12、Τ2的Τ21和Τ22、Τ3的Τ31和Τ32，…Tn的Tnl和Τη2。第一次曝光完成后，更换第二曝光图形，选择对应的诱导光偏振方向为60°，每个周期分为3等份，第二曝光图形的曝光区域为Tl的Τ12和Τ13、Τ2的Τ22和Τ23、Τ3的Τ32和Τ33，…Tn的Τη2和Τη3。第二次曝光完成后更换第三曝光图像，选择对应的诱导光偏振方向为120°，每个周期分为3等份，第三曝光图形的曝光区域为Tl的Tll和Τ13、Τ2的Τ21和Τ23、Τ3的Τ31和Τ33，…Tn的Tnl和Τη3。因此，第一曝光图形的曝光区域与第二曝光图形的曝光区域部分重叠，重叠部分为Τ12，Τ22，Τ32;第二曝光图形的曝光区域与第三曝光图形的曝光区域部分重叠，重叠部分为Τ13，Τ23，Τ33。Τ11、Τ12、Τ13、Τ21、Τ22、Τ23、Τ31、Τ32和Τ33均被曝光两次，每次曝光的诱导光偏振方向不同，由于每次曝光的剂量不足以使得光控取向膜的分子指向矢方向排布达到稳定排列，多次曝光剂量的总和使得其处于稳定状态，并且光控取向膜的分子指向矢方向介于所经历的多次曝光的偏振角度的中间态，例如Τ12在第一次曝光时，偏振角度为0°，Τ12在第二次曝光时，偏振角度为60°，那么Τ12区域的光控取向膜的分子指向矢方向介于0° -60°之间。因此，多步重叠曝光后，光控取向膜上会产生中心区域呈叉形且分子指向矢方向呈周期性渐变分布的控制图形。
[0096]需要说明的是，图16示例性的选择三步重叠曝光，并非对本发明实施例的限制，一般来说曝光次数越多(即0°?180°均分的偏振角度越多)，曝光图形中的每个周期均分的数量越多，液晶指向矢方向呈周期性渐变分布的越均匀，衍射效率越接近理论值100%，在其他实施方式中，可根据实际需求选择曝光次数，以及每个周期均分的数量