[发明专利]使用相变材料的光学调制器及包括其的三维图像获取设备

说明书

提供了光学调制器和包括光学调制器的三维图像获取设备。光学调制器可以包括含相变材料的光学调制层。第一电极可以被提供在光学调制层的第一表面上。第二电极可以被提供在光学调制层的第二表面上。第一相控制层可以布置为面对光学调制层，第一电极设置在第一相控制层与光学调制层之间。第二相控制层可以布置为面对光学调制层，第二电极设置在第二相控制层与光学调制层之间。第一相控制层和第二相控制层的每个可以具有对应于λ/4的奇数倍的光学厚度，其中λ是待被调制的入射光的目标波长。光学调制器还可以包括布置为面对光学调制层的至少一个反射层。光学调制层可以具有约10nm以下的厚度。光学调制器的工作电压可以为约10V以下。

技术领域

本公开涉及光学调制器以及包括光学调制器的设备。

背景技术

除了拍摄功能之外，三维(3D)照相机还包括测量从物体表面上的多个点到3D照相机的距离的功能。已经提出了用于测量物体与3D照相机之间的距离的各种算法，并且主要使用飞行时间(TOF)方法。TOF方法是测量光照射到物体之后并且直到从该物体反射的光被光接收单元接收为止的飞行时间的方法。可以主要通过测量光的相延迟来获得光的飞行时间，并且为该目的，使用了光学调制器。

根据相关技术的光学调制器通过在GaAs基板上生长III-V族化合物半导体的晶体的晶体生长法而被制造。基于III-V族化合物半导体的光学调制器具有其中多量子阱(MQW)结构布置于P电极与N电极之间的P-I-N二极管结构。然而，在基于III-V族化合物半导体的光学调制器中，由于约几微米或更大的厚吸收层以及用于改善性能的复杂堆叠结构，会增大工艺难度，会降低器件的再现性，并且会增加制造成本。

发明内容

提供了使用相变材料的光学调制器。

提供了具有相对简单的结构和优秀性能的光学调制器。

提供了可以减小光学调制层的厚度的光学调制器。

提供了可以减小工作电压的光学调制器。

提供了可以确保高光学调制率和高对比度(例如，解调对比度)的光学调制器。

提供了包括光学调制器的装置/设备。

额外的方面将在以下描述中被部分地阐述且部分将自该描述明显或者可以通过所给出的实施方式的实践而被了解。

根据一实施方式的方面，一种光学调制器包括：含相变材料的光学调制层；在光学调制层的第一表面上的第一电极；在光学调制层的第二表面上的第二电极；面对光学调制层的第一相控制层，第一电极设置在第一相控制层与光学调制层之间；面对光学调制层的第二相控制层，第二电极设置在第二相控制层与光学调制层之间；以及布置为面对光学调制层的至少一个反射层，其中，当待被调制的入射光的目标波长为λ时，第一相控制层和第二相控制层的每个具有对应于λ/4的奇数倍的光学厚度，并且光学调制器被构造为通过利用光学特性根据相变材料的相变而变化来调制光。

光学调制层可以包括约10nm以下的厚度。

光学调制层可以包括约7nm以下的厚度。

光学调制器可以被配置为在约10V以下的工作电压下运行。

光学调制器可以被配置为在约5V以下的工作电压下运行。

相变材料可以包括Ge₄₀Sb₁₀Te₅₀。

第一电极和第二电极中的至少一个可以包括透明导电氧化物(TCO)。

光学调制层与第一电极和第二电极的总光学厚度可以满足λ/2的整数倍的条件。