專利名稱：一種空間光調(diào)制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空間光調(diào)制器，具體地說是一種可用來調(diào)制電磁波透過率的透射式空間光調(diào)制器。
背景技術(shù)：
空間光調(diào)制器是一種能對(duì)光波強(qiáng)度的一維或二維空間分布進(jìn)行調(diào)制的器件，其輸出光信號(hào)是隨控制信號(hào)變化的空間和時(shí)間的函數(shù)。液晶光閥是目前使用較廣的一種空間光調(diào)制器，其使用扭曲向列型液晶工作于透射式，下面簡(jiǎn)述其工作原理。液晶是一種介于固態(tài)和液態(tài)之間的物質(zhì)，是具有規(guī)則性分子排列的有機(jī)化合物，如果把它加熱會(huì)呈現(xiàn)透明狀的液體狀態(tài)，把它冷卻則會(huì)出現(xiàn)結(jié)晶顆粒的混濁固體狀態(tài)。正是由于它的這種特性，所以被稱之為液晶如

圖1、圖2所示，液晶盒兩側(cè)有偏振片，其中上方的偏振片為線性起偏器，下方的偏振片為線性檢偏器。他們的偏光軸互相平行，并都與液晶盒頂部基片內(nèi)表面處的液晶分子去向一致。當(dāng)未加外電場(chǎng)時(shí)，入射光到達(dá)盒的底部時(shí)，光的偏振面將與檢偏器的偏光軸垂直，光線被檢偏器擋住，從背面看過去液晶盒不透明，如圖1所示。外加電場(chǎng)后，入射光經(jīng)過液晶盒時(shí)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，能從檢偏器穿過，液晶盒仿佛是透明的，如圖2所示。該器件工作在這兩個(gè)狀態(tài)之間，當(dāng)液晶分子偏轉(zhuǎn)一定角度時(shí)，相應(yīng)的，入射光具有一定的透過率。而工作原理也決定了這種器件具有一定的缺陷1，由于入射光要通過一個(gè)起偏器，將自然光轉(zhuǎn)換成偏振光，所以該器件最大的透過率僅為50%;2，電光響應(yīng)速度慢；3，光透過和關(guān)閉都不徹底，即開狀態(tài)時(shí)仍有光被阻擋，關(guān)狀態(tài)時(shí)仍有光透過，換句話說即對(duì)比度差。當(dāng)電磁波從折射率為Ii1介質(zhì)射入折射率為n2的介質(zhì)，入射角α 與折射角α 2滿足折射定律=I^sina i = n2*sina2。若叫大于n2，則a 2大于a i，即當(dāng)電磁波從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，折射角將大于入射角。當(dāng)入射角為某一數(shù)值時(shí)，折射角將等于90°，此入射角稱臨界角。臨界角c = arCSin(Ii2Ai1)。這時(shí)在光疏介質(zhì)中將不出現(xiàn)折射波。若入射角大于臨界角，則無(wú)折射，全部電磁波均返回到光密介質(zhì)，此現(xiàn)象稱為全反射。這時(shí)沒有電磁波射出到光疏介質(zhì)中，但光疏介質(zhì)中產(chǎn)生了某種波的擾動(dòng)，這種波被稱為瞬逝波，它不攜帶任何能量，這種波的擾動(dòng)隨著離界面距離的增加而迅速減弱至消失。由數(shù)學(xué)計(jì)算可得，這種波的電場(chǎng)強(qiáng)度可以表示為其中光密介質(zhì)中物理量下標(biāo)為1，光疏介質(zhì)中物理量下標(biāo)為2或上標(biāo)( 。從式中可以看到，這是一個(gè)阻尼衰減的波動(dòng)過程，此式所表示的透射波是沿X方向傳播沿Z向呈指數(shù)衰減的特殊波動(dòng)，這種波叫倏逝波。以前討論的波等相面與等幅面重合，為均勻波；而倏逝波的等相面與等幅面垂直，為非均勻波。這種波動(dòng)只能緊貼界面?zhèn)鞑ザ荒苌钊牍馐杞橘|(zhì)內(nèi)部，倏逝波的振幅隨進(jìn)入深度ζ減小得非?？臁．?dāng)電磁波發(fā)生全反射時(shí)，如果把另一塊光密介質(zhì)平行放置在第一塊光密介質(zhì)旁邊，就可以看出這一現(xiàn)象與隧道效應(yīng)之間的關(guān)系，若把兩塊介質(zhì)移得很近，讓瞬逝波穿過第二塊介質(zhì)的表面，一束透射光在第二塊介質(zhì)中出現(xiàn)了。兩塊介質(zhì)距離越近，重新出現(xiàn)的透射光越強(qiáng)。兩塊介質(zhì)接近時(shí)透射光增強(qiáng)的原因是，在“被禁止通過”的空氣間隙中， 瞬逝波的波幅衰減得還不夠大。這種現(xiàn)象叫做受抑內(nèi)全反射，是德布羅意波量子隧道效應(yīng)的光學(xué)對(duì)應(yīng)。這就是說，可以通過改變介質(zhì)之間間隙大小來控制電磁波的透過率。由
上述公式可知，如取 η = 1/1. 52，θ 1 = π /4,則
權(quán)利要求
1. 一種空間光調(diào)制器，其特征在于，包括支撐(1)、第一介質(zhì)(2)和第二介質(zhì)(5)， 所述第一介質(zhì)(2)是由入射面(21)、垂直于所述入射面(21)的出射面(22)、連接所述出射面(22)與入射面(21)的第一臨界面(23)圍繞而成，所述第一介質(zhì)(2)中設(shè)置有第一電極(3)，所述第一電極(3)與入射面(21)和出射面(22)的邊界相鄰；所述第二介質(zhì)(5)是由平行于入射面(21)的透射面(51)、平行于所述第一臨界面(23) 的第二臨界面(52)、連接所述透射面(51)與第二臨界面(52)的界面(53)圍繞而成，所述第二介質(zhì)(5)中設(shè)置有第二電極(4)，所述第二電極(4)與透射面(51)和界面(53)的邊界相鄰；所述支撐(1)與第一介質(zhì)(2)和第二介質(zhì)(5)分別連接，將兩者固定定位，所述第一臨界面(23)與第二臨界面(52)相鄰并有間隙，所述間隙構(gòu)成光學(xué)量子隧道結(jié)構(gòu)(6)，所述的第一介質(zhì)(2)和第二介質(zhì)(5)均為具有逆壓電效應(yīng)的材料。
全文摘要
本發(fā)明的一種空間光調(diào)制器，包括支撐、第一介質(zhì)和第二介質(zhì)，第一介質(zhì)是由入射面、垂直于入射面的出射面、連接出射面與入射面的第一臨界面圍繞而成，第一介質(zhì)中設(shè)置的第一電極與入射面和出射面的邊界相鄰；第二介質(zhì)是由平行于入射面的透射面、平行于所述第一臨界面的第二臨界面、連接透射面與第二臨界面的界面圍繞而成，第二介質(zhì)中設(shè)置的第二電極與透射面和界面的邊界相鄰；支撐將第一介質(zhì)和第二介質(zhì)固定定位，第一臨界面與第二臨界面相鄰并有間隙，構(gòu)成光學(xué)量子隧道結(jié)構(gòu)，第一介質(zhì)與第二介質(zhì)均為具有逆壓電效應(yīng)的材料。本發(fā)明由電極施加電場(chǎng)控制光學(xué)量子隧道的寬度，控制電磁波束透過率，以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了對(duì)電磁波束透過率的控制。
文檔編號(hào)G02F1/03GK102436077SQ20111040400
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者李青, 王保平, 陳禹翔 申請(qǐng)人:東南大學(xué)