[发明专利]发光器件

说明书

本实施方式关于一种包含在构成一维排列或二维排列的多个像素分别调制相位的反射型超颖表面的发光器件。该发光器件具备面发光激光元件、导光层、超颖表面。超颖表面具有：透光层，其包含电介质层；一金属膜，其设置于透光层的一面上；及另一金属膜，其设置于透光层的另一面上。相当于多个像素的多个单位区域的各个中，透光层的一部分包含未被金属膜覆盖而露出的部分。各单位区域的宽度及透光层的厚度小于输入至超颖表面的激光的波长。超颖表面在各单位区域分别调制激光的相位。经调制后的激光自第1光输出面输出。

技术领域

本发明关于一种发光器件。

背景技术

非专利文献1中公开了一种关于反射型超颖表面的技术。该超颖表面具备由金(Au)构成的镜层、设置于该镜层上的ITO(Indium Tin Oxides，氧化铟锡)层、设置于ITO层上的Al₂O₃层、及设置于Al₂O₃层上且由金(Au)构成的纳米天线。而且，记载了如下内容，即，通过在镜层与纳米天线之间预先设定偏压，能根据该偏压的设定图案(光学相位：opticalphase)调制输入光的相位。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：Yao-Wei Huang et al.,“Gate-tunable conducting oxidemetasurfaces”,Nano Letters,VoL6,pp.5319-5325(2016)

非专利文献2：Y.Kurosaka et al.,Effects of non-lasing band in two-dimensional photonic-crystal lasers clarified using omnidirectional bandstructure,Opt.Express 20,21773-21783(2012)

发明内容

[发明所要解决的问题]

发明人等对上述现有技术进行了研究，结果发现了如下所述的问题。即，近年来，作为能任意控制光的相位、强度或偏光的构造，超颖表面备受关注。超颖表面与现有的透镜等光学元件不同，能通过形成于平坦面的极薄表面构造，控制输入光的相位等。例如，MIM(Metal-Insulator-Metal，金属-绝缘体-金属)型超颖表面具备作为反射膜的下部金属膜、设置于下部金属膜上的电介质层、及设置于电介质层上的上部金属膜。上部金属膜的宽度及电介质层的厚度充分小于输入光的波长。而且，使电介质层的表面自上部金属膜的两侧露出，使光输入至该电介质层的表面。在电介质层内传输的光在下部金属膜反射，并自该电介质层的表面向外部输出。此时，输出光的相位根据上部金属膜的宽度而变化。此种构造称作静态超颖表面。

另一方面，上述非专利文献1的超颖表面具有相对于上述构造而言，上部金属膜的宽度被设定为固定并且追加有ITO等透明导电层的构造；且在下部金属膜与上部金属膜之间设定有偏压。在设定有偏压的状态下，由于下部金属膜与上部金属膜之间的电场，会发生透明导电层的部分金属化(在电介质层与透明导电层的界面附近电子密度集中变高的状态)。此时，下部金属膜与上部金属膜之间的有效折射率根据经金属化后的层的厚度(电子密度集中变高的部分的厚度)而变化。此时，所输入的光的相位根据经金属化后的层的厚度而变化。上述非专利文献1的超颖表面能通过使施加电压任意变化，而控制光的相位。此种构造称作动态超颖表面。

然而，在超颖表面为反射型的情形时，具备光源及超颖表面的发光器件中，需要用以将来自光源的光输入至超颖表面的光学系统、及用以传导自超颖表面输出的光的光学系统。因此，光学系统整体容易变得复杂，从而成为妨碍发光器件小型化的因素。

本发明为了解决如上所述的问题而完成，其目的在于提供一种具备光源与反射型超颖表面，能将光学系统简易化的发光器件。

[解决问题的技术手段]