动态运动体介质制造技术

在一个实施例中，本发明专利技术提供了一种调制光的装置。该装置包括固定几何形状部件从而调制光，所述部件提供至少一个共形表面，以及可移位从而符合共形表面的多个运动体，当运动体符合共形表面时固定几何形状部件对入射光的光学响应与当运动体不符合共形表面时固定几何形状部件对入射光的光学响应不同。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
0001本专利技术的实施方式一般涉及光调制装置，特别地，涉及按衍射和/或干涉原理运行并可被分类为透射或反射装置的光调制装置。
技术介绍
0002美国专利第6,392， 785号中所示电泳装置属于微胶囊位移 型以及旋转或重新定向型的类别。在前者中，充满透明微壳流体内包含 的带电亚微粒子可在电场的影响下物理移位。根据流体的颜色和颗粒的 颜色，观看包含一排稠密微壳的薄片的观察者可以看到从暗态到亮态的 亮度的变化。在后者中，显微球上的永久双极电荷可在所施场的电场下 旋转。如果粒子一侧为黑，另一侧为白，该装置的外观也随所施电压变 化。0003在这两种情形中，颗粒的大小，所要求位移的长度，以及 支撑流体介质的粘度都对驱动装置要求的相对高的电压(约30V—100V) 有贡献。此外，将颜色引入到得到的介质成本高，因为这通常要求添加 高价格彩色膜。由于前述原因，速度也是一个问题。0004基于"液体粉末"的另一个类似的方法提供类似的操作模 式。类似于位移式电泳方法，该装置依靠在两个透明电极之间物理置换 的相反亮度的相反充电的粒子。结果是亮度的改变。该变化在高速时发 生，因为没有液体介质，颗粒移动通过空气，可实现100微秒的响应时 间。由于电极之间所要求的大尺寸导致的80V — 150V的高电压和高成本 的颜色都限制该装置的能力。0005美国专利第6,215，920号描述了一种光学调制器，其基本光学原理是总内反射。三直角锥反射器通过利用三直角锥反射器壁处的总 内反射(TIR)将入射光反射回光源。与壁体接触的颗粒可破坏或减弱TIR，因此显著减小反射率和该结构的总反射。该方法虽然提供了非常高的固5有反射率，但不包括颜色选择装置。该设计由于驱动电极定位之间的平 衡而进一步被复杂化，该平衡要么减小反射率(如果位于壁体上)要么 增加电压(如果位于三直角锥反射器的入射面上)。
技术实现思路
0006按照本专利技术的一个方面，提供了用于调制光的装置，其包括调制光的固定几何形状部件，所述部件提供至少一个共形表面或保角表面(conformal surface);和可移位从而与共形表面一致的多个运 动体(motile)，当这些运动体与共形表面一致时固定几何形状部件对入 射光的光学响应与当这些运动体与共形表面不一致时固定几何形状部件 对入射光的光学响应不同。0007按照本专利技术的另一个方面，提供了用于调制光的装置，其 包括限定空腔的壁状结构的光调制部件，所述壁状结构具有上壁体和 下壁体，上壁体和下壁体之间的间隔是固定的；位于光调制部件内的多 个可移动颗粒，和使这些可移动颗粒从非激活状态移动到激活状态的位 移机构，其中这些可移动颗粒与上壁体及下壁体中至少一个一致，当这 些可移动颗粒处于激活状态时光调制部件对入射光的光学响应与当这些 可移动颗粒处于非激活状态时光调制部件对入射光的光学响应不同。0008按照本专利技术的另一个实施例，提供了调制光的装置，其包 括多个纳米级颗粒或纳米级颗粒；限定这些纳米级颗粒在位移力影响 下符合的表面的共形结构；和施加位移力给纳米级颗粒的位移机构；其 中当所述纳米级颗粒符合共形结构时，纳米级颗粒改变共形结构的光学 特性。0009本专利技术的其他方面通过下面的详细说明是显然的。 附图说明0010图l显示说明位移型电泳调制器的现有技术的例子。0011图2显示说明基于TIR的具有可移动颗粒的调制器的现有 技术的例子。0012图3显示说明基于衍射的调制器的现有技术的一个例子。0013图4示出按照本专利技术实施例的基于运动体的空腔，其利用衍射。0014图5示出按照本专利技术实施例的基于运动体的多功能空腔， 其利用反射。0015图6示出按照本专利技术实施例的基于运动体的光子晶体调制器。0016图7示出基于干涉的空腔的光学行为。0017图8示出按照本专利技术实施例的基于运动体的空腔，其利用干涉。0018图9示出按照本专利技术实施例的基于运动体的多色空腔，其 利用干涉。0019图10示出按照本专利技术实施例的制造序列的一个实施例。 具体实施例方式0020在下面的说明中，为了解释的目的，给出多种具体细节以 便提供对本专利技术的透彻理解。然而，对本领域技术人员来说显然，本发 明可无需这些具体细节实施。在其他情形中， 一些结构和装置在方框图 中示出仅是为了避免模糊本专利技术。0021本说明书中"一个实施例"或"实施例"意味着结合该实 施例描述的特定的特征特征，结构或特性包括在本专利技术至少一个实施例 中。本说明书多处出现的"在一个实施例中"无需都指同一实施例，也 可不指独立的或可与其他实施例互换的实施例。而且，描述的多种特征 部件可由某些而非其他实施例展示。类似地，描述的多种要求可以是某 些而非其他实施例的要求。0022参考图l，其示出电泳调制器的一个变体。电压源10施加 电场至电极ll和12。该电场作用于荷电的颗粒组或基团14和15，颗粒 组14和15分别荷正电荷负电，且包含在透明微壳13中，该颗粒组悬置 在微壳13中的流体中。根据流体的光学透射率和颗粒的颜色，观察者16 将看到取决于所施加电压的不同颜色。例如，如果流体是透明的，且荷 负电颗粒是黑色，同时荷正电颗粒是白色，则微壳在所示状态显黑色。0023参考图2，三直角锥反射器以从壁体29反射的光25和从壁 体离开悬挂的颗粒21示出。对于颗粒21，经施加电压24它们与壁体23 接触。TIR消失，且光26不被反射。0024参考图3，其示出通称为光栅光阀的结构。光阀300是以未 驱动的状态示出的，其中光栅指306悬置在反射基底302的上方。这些 光栅指306是反射性的。光栅指306和反射基底302之间的间隔308使 光栅用作入射光310的反射镜，产生损失最小的反射光312。施加在反射 基底302和交替光栅指306之间的电压使一半光栅指被牵引到与反射基 底302接触的状态。光阀320示出得到的配置，其用作反射衍射光栅， 示出以根据颜色变换的角度反射的散射316。0025参考图4，其示出衍射模式运动体调制器。类似于图3中的 光阀，通过施加电压可实现相似的光学行为，但没有图案化和控制光栅 指特性的复杂性。透明导体402具有类似于光栅指306的尺寸，但是透 明的。因此透明导体402在当施加电压406时对入射光没有影响。当电 压404施加在透明电极402和反射电极410之间时，运动体404迁移， 对齐并吸附到电极402，从而按照光栅尺寸以衍射方式形成作用于入射光 408的光栅。0026参考图5，其示出基于更概括化的运动体(motile)的调制 器。按照本专利技术的实施例，如果材料和材料表面的光学特性可通过可移 动材料的位移或运动体场改变，则任意两维或三维模板，空腔，或周期 结构可具有动态光学行为。在本专利技术的一个实施例中，具有物理形式或 可用微观或亚微观模型精确定义的任意光学中性的结构用作固定的几何 形状部件或模板，其为运动体颗粒提供共形表面(conformal surface)。 因此施加电压产生模板形式的运动体壳。运动体壳是按照模板几何形状 和运动体介质的光学特性以及材料特性对光作用的临时结构。可能的装 置包括可配置的光子晶体，可再配置反射性，折射性，衍射性光学装置， 和可再配置的亚波长结构。图5中调制器包括抛物线部件508，和楔形部 件510本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于调制光的装置，其包括：　固定几何形状部件，其调制光，所述部件提供至少一个共形表面；以及　多个运动体，这些运动体可位移从而符合共形表面，当所述运动体符合所述共形表面时所述固定几何形状部件对入射光的光学响应与当所述运动体不符合所述共形表面时所述固定几何形状部件对入射光的光学响应不同。

【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：马克迈尔斯，
申请(专利权)人：马克迈尔斯咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]