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用于全息视频显示的硅基液晶空间光调制器的像素结构制造技术

技术编号:10438472 阅读:143 留言:0更新日期:2014-09-17 14:39
本发明专利技术提供一种用于全息视频显示的硅基液晶空间光调制器的像素结构,包括像素电极层,所述像素电极层由第一金属电极层、电介质层和第二金属电极层构成,所述电介质层覆盖第一金属电极层,所述第二金属电极层位于电介质层上,由多个金属纳米块依次间隔排列构成;所述多个金属纳米块,其在入射偏振光磁场方向上的尺寸相同,其在入射偏振光电场方向上的尺寸各异。本发明专利技术利用金属纳米结构,将LCOS器件的像素单元划分成多个子单元,通过改变各个子单元的相位调制,产生梯度相位分布,将入射光反射至全息视频显示所需的一级衍射,从而提高LCOS器件的衍射效率。

【技术实现步骤摘要】
用于全息视频显示的硅基液晶空间光调制器的像素结构
本专利技术涉及信息光学及微纳光学应用
,具体是一种用于全息视频显示的 娃基液晶空间光调制器的像素结构。
技术介绍
三维(3D)感知在人类的信息获取中占有极其重要的地位。为了满足现代TV、医学 成像、地质勘探、娱乐、军事、科学等方面的需求,把显示技术从高清推向3D是必然的趋势。 全息视频显示可以动态实时为观察者提供逼真的三维体验,可能是3D可视化工具的最终 目标。空间光调制器是全息视频显示系统的核心器件,通过动态地加载全息图对入射光进 行调制,实现波阵面重构。在论述基于离散像素结构SLM实现全息视频显示的技术要求时, 大多采用傅里叶光学中的空间带宽积概念,依据这一概念,最终3D显示技术是否能在离散 像素结构SLM的基础上建立仍然是一个挑战。 液晶技术具有惊人的资源和多功能性。大多数液晶SLM采用电寻址方式,可以用 于形成透射或反射装置。作为液晶SLM的一种,硅基液晶LC0S在基于强度调制的2D显示 应用领域,与液晶显示器LCD相比没有突出的优势,但是在全息显示、自适应光学、光束偏 转、激光材料加工等领域,LC0S具有广泛的应用前景。LC0S嫁接了 LC与CMOS两种技术优 势,具有物理尺寸小、分辨率高、填充率高等诸多优点,通过将全息衍射和液晶光电物理相 结合,其有望成为实现全息视频显示的关键器件。但是,目前该技术只能提供概念性验证系 统,市场上已有的LC0S的信息容量和视场角无法满足高质量3D重构的需要。 基于衍射成像的全息视频显示期望得到较大的视场角,这就要求LC0S器件的像 素单元尺寸足够小,比较理想的尺度为可见光的波长尺度(〈1 μ m)。而目前商业上销售的主 流LC0S的像素尺寸达到6.4 μ m。近期开发的LC0S的像素尺寸为3.74 μ m。与此同时,面 向全息视频显示的LC0S器件期望得到较高的衍射效率(1级)。在其它参数(如照明光源 波长、液晶材料等)确定的情况下,目前的LC0S器件面临的问题是,随着像素单元尺寸的减 小引发的1级衍射效率降低。这对于实现全息视频显示是不利的。 近期,得益于表面等离子体特殊的电磁特性,金属纳米结构在实现微型化和高效 率的光学元件方面具有显著的优势。利用表面等离子体的高度局域性和亚波长特性,基于 金属纳米结构可以有效地实现对光场的操控和调节。为了满足全息视频显示的要求,LC0S 器件需要提供较大的衍射角以及较高的衍射效率(1级)。将金属纳米结构引入LC0S器件 的制作中,从而改变相应的能量分布,对于设计制造面向全息视频显示的高衍射效率LC0S 器件将发挥重要的促进作用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于全息视频显示的硅基液晶空间光调制器的像素 结构,其像素电极结构简单,一级衍射效率高。 本专利技术的技术方案为: 用于全息视频显示的硅基液晶空间光调制器的像素结构,包括像素电极层,所述 像素电极层由第一金属电极层、电介质层和第二金属电极层构成,所述电介质层覆盖第一 金属电极层,所述第二金属电极层位于电介质层上,由若干个金属纳米块依次间隔排列构 成;所述金属纳米块,其在入射偏振光磁场方向上的尺寸相同,其在入射偏振光电场方向上 的尺寸各异,并满足以下条件:本文档来自技高网
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【技术保护点】
用于全息视频显示的硅基液晶空间光调制器的像素结构,包括像素电极层,其特征在于:所述像素电极层由第一金属电极层、电介质层和第二金属电极层构成,所述电介质层覆盖第一金属电极层,所述第二金属电极层位于电介质层上,由若干个金属纳米块依次间隔排列构成;所述金属纳米块,其在入射偏振光磁场方向上的尺寸相同,其在入射偏振光电场方向上的尺寸各异,并满足以下条件:LH<PH/NH,LEn≤pE/NE,n=1,2,...NE,]]>其中,LH表示各个金属纳米块在入射偏振光磁场方向上的尺寸,pH表示第一金属电极层在入射偏振光磁场方向上的尺寸,NH表示在入射偏振光磁场方向上每一行金属纳米块的个数,表示在入射偏振光电场方向上每一行的第n个金属纳米块在该方向上的尺寸,pE表示第一金属电极层在入射偏振光电场方向上的尺寸,NE表示在入射偏振光电场方向上每一行金属纳米块的个数。

【技术特征摘要】
1. 用于全息视频显示的硅基液晶空间光调制器的像素结构,包括像素电极层,其特征 在于:所述像素电极层由第一金属电极层、电介质层和第二金属电极层构成,所述电介质层 覆盖第一金属电极层,所述第二金属电极层位于电介质层上,由若干个金属纳米块依次间 隔排列构成;所述金属纳米块,其在入射偏振光磁场方向上的尺寸相同,其在入射偏振光电 场方向上的尺寸各异,并满足以下条件:其中,LH表不各个金属纳米块在入射偏振光磁场方向上的尺寸,pH表不第一金属电极 层在入射...

【专利技术属性】
技术研发人员:沈川刘凯峰倪蕾祖慈韦穗
申请(专利权)人:安徽大学
类型:发明
国别省市:安徽;34

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