可切换的光学元件制造技术

一种可切换光学元件具有光轴。该元件包括腔室、具有限定腔室内表面的表面（该表面横穿光轴延伸）的波前调节器、第一流体和第二流体。该流体是不混容的并在接触面上接触。该光学元件可在第一流体基本上覆盖波前调节器的表面的第一离散状态和第二流体基本上覆盖波前调节器的表面的第二离散状态之间切换，其中该腔室在两种离散状态中都包围两种流体，并且该接触面在第一离散状态中横穿光轴延伸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种可切换的光学元件，以及包括可切换的光学元件 的装置，以及制造这种装置和元件的制造和操作方法。该元件的实施 例尤其适用于扫描不同类型光学记录载体的信息层的光学扫描装置。
技术介绍
光学记录载体以多种不同的格式存在，通常将每种格式设计成由特定波长的辐射束扫描。例如，CD是可提供的，尤其，如CD-A(音频 CD) 、 CD-ROM (只读存储器CD)和CD-R (可记录的CD)，并净皮设计 成借助于具有大约785nm的波长(入)的辐射束扫描。另一方面，将 DVD设计成利用具有大约650nm的波长的辐射束扫描，以及将BD设计 成利用具有大约405nm的波长的辐射束扫描。 一般来说，波长越短， 光盘的相应容量越大，例如BD格式盘具有比DVD格式盘更大的存储容 量。理想的是，扫描装置和不同格式的光学记录载体相兼容，例如用 于响应具有不同波长的辐射束来扫描不同格式的光学记录载体，而优 选使用一个物镜系统。例如，当引入具有较高存储容量的新光学记录 载体时，对于用于相读和/或写信息到新光学记录载体的相应的新光 学扫描装置来说理想的是向后兼容的，也就是能够扫描具有现有格式 的光学记录栽体。为了允许光学扫描装置的光学特性被调整用于不同格式的光学记 录载体，已知多种可变的或者可切换的光学元件。可切换的光学元件 是可以在两种或者多种不同状态之间切换的光学元件，光学元件在每 种状态中具有不同的光学特性。例如，美国专利6， 288， 846描述了这样的系统其中流体系统可 以在两种不同的离散状态之间切换，以便提供不同的波前修正(wave front modification)。当系统处于这些状态的其中一种时，在流体 和波前调节器(wave front modifier)之间建立几乎为零的折射率 差，以便于让辐射束不变化。在系统的另一状态中，该折射率差具有足够的值以便修正辐射束路径。使用流体控制(fluid-handling)系 统在状态之间切换流体系统。流体控制系统的实例包括皮下注射器、 蠕动泵、可压缩球形物(bulb)和压电、水压或者气压致动器。Philips Electronics的W02004/02749Q描述了 一种改进的可切 换的光学元件，其具有第一离散状态和不同的第二离散状态。该元件 包括含第 一流体和不同的第二流体的流体系统、具有表面的波前调节 器、以及用来作用于流体系统上以在元件的第一和第二离散状态之间 切换的流体系统开关。波前调节器设置在腔室内。导管在腔室的相对 侧之间延伸。当元件在第一离散状态时，波前调节器的表面基本上被 第一流体覆盖，第二流体位于导管中。当元件在第二离散状态时，波 前调节器的表面基本上被第二流体覆盖，第一流体位于导管中。流体系统开关使用电润湿效应在腔室(并覆盖波前调节器)和导管之间移 动流体。这种已知的系统可能制造起来很复杂，相关的泵、注射器或者沟 道增加了光学元件的总尺寸和复杂性。
技术实现思路
本专利技术的实施例的目的是提供一种解决现有技术的一个或者多个 问题的可切换的光学元件，不管这里描述的或者其它的。本专利技术的特 定实施例的目的是提供一种更容易制造的可切换的光学元件。根据本专利技术的第一个方面，提供了一种具有光轴的可切换的光学 元件，该元件包括腔室；具有限定腔室的内表面的表面的波前调节器， 该表面横穿光轴延伸；第一流体和第二流体，所述流体不相容并在接 触面(interface)上接触；该光学元件可在第一流体基本上覆盖波前调节器的表面的第一离散状态和第二流体基本上覆盖波前调节器的表 面的第二离散状态之间切换；其中该腔室在两种离散状态中都包围两种流体，并且接触面在第一离散状态中横穿光轴延伸。当这样的光学元件在单一腔室内保持着两种流体同时在两种状态 之间切换时，装置的结构比需要附加导管或者单独的机械泵的现有技 术的装置简单。因此，这种光学元件的结构更容易制造，并可以使得 相对紧凑，也就是因此通过在任何装置或者设备中的所述元件而降低 了覆盖区(footprint)(所占据的区域)。光学元件还可以包括流体切换系统，该流体切换系统#1布置以通过利用电湿润效应移动所述流体而在第一和第二离散状态之间切换所 述光学元件。流体切换系统可以包括耦合到第二流体的第 一 电极，以及位于邻 近波前调节器的表面的第二电极。波前调节器的表面可以包括在第二电极和腔室内的流体之间形成 绝缘阻挡层的第一接触层。第二电极可以在邻近波前调节器的表面延伸，和波前调节器的表 面有固定的预定距离。第二电极可以包括多个独立地可寻址部分。波前调节器的表面可以是非平面的。波前调节器的表面可以限定至少一个突起。该至少一个突起的高度小于50nm。 该至少一个突起可以形成衍射光栅。该腔室可以包括至少一个侧壁，其中接触面在第一离散状态中延 伸到所述侧壁。所述侧壁的润湿性可以是这样的使得当在第 一 离散状态中时接触 面在横穿光轴的平面中延伸。所述侧壁的润湿性可以是这样的使得当在第 一 离散状态中时接触 面是弯曲的。光学元件还可以包括位于邻近所述至少一个侧壁的接触面电极， 用于控制所述壁的润湿性。根据本专利技术的第二个方面，提供一种包括如上所述的可切换的光 学元件的设备。该设备可以是光学扫描装置。根据本专利技术的第三个方面，提供一种操作该装置的方法，该装置 包括具有光轴的可切换的光学元件，该元件包括腔室、具有限定腔室 的内表面的表面的波前调节器，该表面横穿光轴延伸；第一流体和第 二流体，所述流体不相容并在接触面上接触；该光学元件可在第一流 体基本上覆盖波前调节器的表面的第一离散状态和第二流体基本上覆 盖波前调节器的表面的第二离散状态之间切换；其中该腔室在两种离 散状态中都包围两种流体，并且接触面在第一离散状态中横穿光轴延 伸，该方法包括在第一离散状态和第二离散状态之间切换光学元件。该装置还可以包括辐射源，辐射源被布置以便以笫一种操作模式 提供第一辐射束，以及以第二种操作模式提供第二辐射束，该方法包括根据表示辐射源的操作模式的信号在离散状态之间切换光学元 件。根据本专利技术的第四个方面，提供一种制造具有光轴的可切换的光 学元件的方法，该方法包括提供腔室；提供具有限定腔室的内表面的 表面的波前调节器，该表面横穿光轴延伸；提供第一流体和第二流体， 所述流体不相容并在接触面上接触；提供流体切换系统，用于在第一 流体基本上覆盖波前调节器的表面的第一离散状态和第二流体基本上 覆盖波前调节器的表面的第二离散状态之间切换该光学元件；其中该 腔室在两种离散状态中都包围两种流体，并且接触面在笫一离散状态 中横穿光轴延伸。附图说明现在将参考附图，仅仅借助于实例描述本专利技术的优选实施例，其中图1A和IB分别示出了在第一离散状态中，根据第一个实施例的可切换的光学元件的侧横截面图和平面图2A和2B分别示出了在第二离散状态中，第一实施例的光学元 件的侧横截面图和平面图3示出了在第一离散状态中，根据第二实施例的光学元件的侧 横截面图；以及图4示出了结合根据本专利技术的实施例的可切换的光学元件的光学 扫描装置的示意图。 具体实施例方式图1A-2B示出了根据本专利技术的实施例的可切换的光学元件100。 图1A和1B示出了在第一离散状态中的元件100，图2A和2B示出了 第二离散状态中的元件。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可切换的光学元件（１００；２００；３０），具有光轴（１１９），该元件包括腔室（１０２）；具有限定腔室内表面的表面的波前调节器（１０７ａ－１０７ｄ），该表面横穿光轴延伸；第一流体（１２０）和第二流体（１２２），这些流体不相容并在接触面上接触；该光学元件在第一流体（１２０）基本上覆盖波前调节器（１０７ａ－１０７ｄ）的表面的第一离散状态和第二流体（１２２）基本上覆盖波前调节器（１０７ａ－１０７ｄ）的表面的第二离散状态之间可切换；其中该腔室在两种离散状态中包围两种流体（１２０，１２２），并且接触面在第一离散状态中横穿光轴（１１９）延伸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S凯帕，BHW亨德里克斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]