[发明专利]包括介质天线的光调制器件以及光学装置

说明书

本公开提供包括介质天线的光调制器件以及光学装置。一种光调制器件包括介质天线和折射率可变层，该折射率可变层面对介质天线并包括具有根据信号而变化的折射率的材料。由于介质天线的共振特性根据折射率可变层的折射率变化来控制，所以光可以被调制。

技术领域

根据示范性实施方式的装置和方法涉及调制光的光调制器件。

背景技术

改变入射光的透射、反射、偏振、相位、强度和路径的光学元件已经被用于各种光学装置中。用于光学系统的光学调制器具有用于以期望的方式控制这些性能的各种结构。

例如，利用精细的机械运动以阻挡光或控制反射元件以及其它元件的各向异性液晶和微机电系统(MEMS)结构已经被广泛用于典型的光学调制器。然而，根据已知的驱动光学调制器的方法，这样的光学调制器的操作响应时间慢并会达到大于几μs。

期望使用纳米天线连同光学调制器，该纳米天线利用在金属层和介电层之间的界面发生的表面等离子体共振(SPR)现象。

发明内容

一个或多个示范性实施方式可以提供调制光并具有小的光损失和宽的光调制控制范围的光调制器件。

额外的示范性方面将在随后的描述中部分地阐述，并将部分地由该描述而明显，或者可以通过实践给出的实施方式而掌握。

根据示范性实施方式的一方面，提供一种光调制器件，该光调制器件包括：介质天线；和折射率可变层，面对介质天线并包括具有根据施加到其的信号而变化的折射率的材料。

如果将被光调制器件调制的光的波长为λ，则介质天线的横截面的宽度可以等于或小于λ/2。

折射率可变层的折射率可以小于介质天线的折射率。

介质天线可以包括具有大于约10的介电常数的材料。

折射率可变层可以包括具有根据电信号而变化的折射率的材料。

光调制器件还可以包括第一导电层和第二导电层，用于在折射率可变层中形成电场的电压施加到第一导电层和第二导电层。

光调制器件还可以包括信号施加机构，该信号施加机构配置为施加信号到折射率可变层，从而引起折射率可变层的折射率的变化。

信号施加机构可以包括配置为在第一导电层和第二导电层之间施加电压的电压源。

介质天线可以布置在折射率可变层上，第一导电层可以布置在介质天线和折射率可变层之间，第二导电层可以布置在折射率可变层下面。

第一导电层可以包括透明的导电氧化物。

第二导电层可以包括金属性层。

第二导电层可以包括透明的导电氧化物。

光调制器件还可以包括布置在第二导电层下面的介质反射镜。

光调制器件还可以包括布置在折射率可变层和第二导电层之间的间隔物层。

间隔物层可以包括具有比介质天线的折射率小的折射率的介电材料。

折射率可变层可以布置在介质天线上，第一导电层可以布置在折射率可变层上，第二导电层可以布置在介质天线下面。

第一导电层可以包括透明的导电氧化物

第二导电层可以包括金属性材料。

第二导电层可以包括透明的导电氧化物

光调制器件还可以包括布置在第二导电层下面的介质反射镜。

光调制器件还可以包括布置在介质天线和第二导电层之间的间隔物层。