一种基于超表面结构的光束转向器制造技术

本申请提供一种基于超表面结构的光束转向器，包括：基底、反射层、导线连接层、透光绝缘层、超表面微纳结构层、液晶层、第一液晶定向层、第二液晶定向层、保护层以及透光顶层，导线连接层中的导线通过过孔与超表面微纳结构层中的亚波长微纳结构单元连接，向亚波长微纳结构单元施加电压，使得超表面微纳结构层与液晶层之间具有电势差，使得液晶层具有不同的液晶分子转向角度，以对光的相位进行初步调制，初步调制后的光束与超表面微纳结构等离激元共振，光产生较大的相位变化，反射层将光束反射射出，从而实现光束转向。本方案的光束转向器无需设计较厚的液晶也能实现较大角度的偏转，使得光束转向器具有较大的转光角度并且具有较小的响应时间。较小的响应时间。较小的响应时间。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超表面结构的光束转向器


[0001]本申请涉及光转向
，具体而言，涉及一种基于超表面结构的光束转向器。

技术介绍

[0002]现有的液晶光束转向器一般是通过光线在液晶里的光程差来调制光的角度，但这类的液晶光束转向器如果想具有较大的转光角度，必须将液晶设计的很厚，从而使光具有较大的光程差形成更加的相位变化范围，进而有更大的转光角度，但增加液晶的厚度，液晶的响应时间也增加，即目前的液晶光束转向器存在无法均衡转光角度与响应时间的问题。

技术实现思路

[0003]本申请实施例的目的在于提供一种基于超表面结构的光束转向器，用以解决目前液晶光束转向器存在的无法均衡转光角度与响应时间的问题。
[0004]第一方面，本专利技术提供一种光束转向器，包括：基底、金属反射层、导线连接层、透光绝缘层、超表面微纳结构层以及液晶层；超表面微纳结构层包括多个亚波长微纳结构单元，导线连接层包括多条导线，每条导线通过透光绝缘层与超表面微纳结构层中的至少一个亚波长微纳结构单元电连接，以用于向连接的亚波长微纳结构单元施加对应的电压；液晶层，用于在亚波长微纳结构单元被施加电压时，对接收的光束进行相位初调，并将相位初调后的光束传输到超表面微纳结构层；超表面微纳结构层，用于与相位初调后的光束产生等离激元共振，以对相位初调后的光束的相位变化进行放大，获得调制完成的光束，并将调制完成的光束传输给透光绝缘层；透光绝缘层，用于将调制完成的光束传输给金属反射层，并将金属反射层与亚波长微纳结构单元进行绝缘隔离；金属反射层，用于对调制完成的光束进行反射，以使调制完成的光束从光束转向器射出。
[0005]上述设计的基于超表面结构的光束转向器，首先通过导线连接层向超表面微纳结构层中的亚波长微纳结构单元施加电压，使得超表面微纳结构层与液晶层之间具有电势差，从而使得液晶层的液晶具有不同的液晶分子转向角度，以对光进行相位初调，然后相位初调后的光束与超表面微纳结构产生等离激元共振从而对相位初调后的光束的相位变化进行放大，获得调制完成的光束，最后利用金属反射层将调制完成的光束反射射出，实现光束转向。由此可以得出，本方案设计的光束转向器可以在液晶对光束进行相位初调的基础上，可以对相位初调的光束的相位变化进行进一步放大，因此，本方案无需设计较厚的液晶也能实现光束相位的较大改变，从而使得设计的光束转向器具有较大相位改变并且具有较小的响应时间。
[0006]在本实施例的可选实施方式中，金属反射层设置于基底上，透光绝缘层设置于金属反射层上，导线连接层嵌入于透光绝缘层中，超表面微纳结构层设置于透光绝缘层上，液晶层设置于超表面微纳结构层上。
[0007]在本实施例的可选实施方式中，导线连接层中的每条导线以过孔方式透过透光绝缘层与超表面微纳结构层中对应的亚波长微纳结构单元连接。
[0008]在本实施例的可选实施方式中，导线连接层的多条导线间隔嵌入于透光绝缘层中，每条导线与对应连接的亚波长微纳结构单元之间的透光绝缘层上开设有通孔，导线通过对应的通孔与对应连接的亚波长微纳结构单元连接。
[0009]在本实施例的可选实施方式中，光束转向器还包括第一液晶定向层和保护层，保护层设置于超表面微纳结构层上，第一液晶定向层设置于保护层上，液晶层设置于第一液晶定向层上。
[0010]上述实施方式，本方案在液晶层和金属光栅阵列之间设计第一液晶定向层用于对液晶的方向进行锚定，并设计保护层，从而对超表面微纳结构层进行保护。
[0011]在本实施例的可选实施方式中，每个亚波长微纳结构单元的底部与所述透光绝缘层连接，每个亚波长微纳结构单元除底部外的其他周面均与所述保护层抵接，所述保护层的上表面与所述第一液晶定向层连接。
[0012]在本实施例的可选实施方式中，光束转向器还包括第二液晶定向层和氧化铟锡层，所述第二液晶定向层设置于液晶层上，氧化铟锡层设置于第二液晶定向层上，氧化铟锡层的宽度大于第二液晶定向层的宽度，导线连接层包括接地导线，氧化铟锡层的两端部通过导电封装胶与接地导线电连接，并且氧化铟锡层每个端部连接的导电封装胶与第二液晶定向层对应端部间隔预设距离。
[0013]在本实施例的可选实施方式中，光束转向器还包括透光顶层，所述透光顶层设置于所述氧化铟锡层上，用于将外部光束传输给所述氧化铟锡层。
[0014]上述实施方式，本方案设计在氧化铟锡层之上设计透光顶层，从而在传递光束的同时，对下层结构进行保护封装。
[0015]在本实施例的可选实施方式中，不同的导线连接的亚波长微纳结构单元不同，不同的导线对连接的亚波长微纳结构单元施加的电压不同。
[0016]在本实施例的可选实施方式中，所述超表面微纳结构层包括金属光栅阵列，所述亚波长微纳结构单元为金属光栅阵列中的金属光栅。
[0017]在本实施例的可选实施方式中，金属光栅阵列中的金属光栅呈一维阵列分布或二维阵列分布。
[0018]在本实施例的可选实施方式中，液晶层中的液晶呈扭曲型排布和/或呈平行型排布。
[0019]上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
[0020]通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
[0021]图1为本申请实施例提供的相位变化示意图；
[0022]图2为本申请实施例提供的光束转向器的第一结构示意图；
[0023]图3为本申请实施例提供的金属光栅阵列的两种排布方式示意图；
[0024]图4为本申请实施例提供的光束转向器的第二结构示意图；
[0025]图5为本申请实施例提供的光束转向器的第三结构示意图；
[0026]图6为本申请实施例提供的光束转向器的横切剖面结构示意图；
[0027]图7为本申请实施例提供的光束转向器的纵切剖面结构示意图；
[0028]图8为本申请实施例提供的光束转向器的第四结构示意图。
[0029]图标：10
‑
基底；20
‑
金属反射层；30
‑
导线连接层；40
‑
透光绝缘层；50
‑
超表面微纳结构层；510
‑
亚波长微纳结构单元；60
‑
液晶层；70
‑
第一液晶定向层；80
‑
保护层；90
‑
第二液晶定向层；100
‑
氧化铟锡层；110
‑
透光顶层；M1
‑
导电封装胶；B1、B2、B3、B4
‑
通孔。
具体实施方式
[0030]下面将结合附图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光束转向器，其特征在于，包括：基底、金属反射层、导线连接层、透光绝缘层、超表面微纳结构层以及液晶层；所述超表面微纳结构层包括多个亚波长微纳结构单元，所述导线连接层包括多条导线，每条导线透过所述透光绝缘层与所述超表面微纳结构层中的至少一个亚波长微纳结构单元电连接，以用于向连接的亚波长微纳结构单元施加对应的电压；所述液晶层，用于在超表面微纳结构层被施加电压时，对接收的光束进行相位初调，并将相位初调后的光束传输到所述超表面微纳结构层；所述超表面微纳结构层，用于与所述相位初调后的光束产生等离激元共振，以对所述相位初调后的光束的相位变化进行放大，获得调制完成的光束，并将所述调制完成的光束传输给所述透光绝缘层；所述透光绝缘层，用于将所述调制完成的光束传输给所述金属反射层，并将所述金属反射层与所述超表面微纳结构层进行绝缘隔离；所述金属反射层，用于对调制完成的光束进行反射，以使所述调制完成的光束从所述光束转向器射出。2.根据权利要求1所述的光束转向器，其特征在于，所述金属反射层设置于所述基底上，所述透光绝缘层设置于所述金属反射层上，所述导线连接层嵌入于所述透光绝缘层中，所述超表面微纳结构层设置于所述透光绝缘层上，所述液晶层设置于所述超表面微纳结构层上。3.根据权利要求2所述的光束转向器，其特征在于，所述导线连接层中的每条导线以过孔方式透过所述透光绝缘层与所述超表面微纳结构层中对应的亚波长微纳结构单元连接。4.根据权利要求3所述的光束转向器，其特征在于，所述导线连接层的多条导线间隔嵌入于所述透光绝缘层中，每条导线与对应连接的亚波长微纳结构单元之间的透光绝缘层上开设有通孔，所述导线通过对应的通孔与对应连接的亚波长微纳结构单元连接。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：马冰，
申请(专利权)人：火鸟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：