[发明专利]具有可调功效的衍射光栅

权利要求书

1.一种光器件，包括：

衍射光栅，由折射率为n的电介质光材料制成，并且包括具有 结构高度h和结构周期d的结构的第一表面，以及第二表面；其中 所述第一表面由疏水性材料涂覆，该疏水性材料减少衍射光栅对于 预选定的液体的可润湿性；

均匀液层，其由所述预选定的液体之一组成并且折射率为k，其 中所述折射率n和k基本上相等，所述均匀液层布置在所述衍射光 栅的所述第一表面上，其中选择所述光器件的参数使得：

所述均匀液层配置为当在所述均匀液层中没有电场产生时，

所述均匀液层不会进入所述结构顶端下面形成的气穴区域，以及

所述均匀液层配置为当在所述均匀液层中产生了预定电场 时，由于所述第一表面增强的可润湿性和毛细效应，所述均匀液 层将以预定值进入所述结构顶端下面形成的所述气穴区域，从而 改变衍射光栅的衍射功效以使得由所述衍射光栅透射或反射的光 束的光强发生变化；以及

由导电材料在所述第二表面上形成的电极层，配置用于产生所述 电场。

2.根据权利要求1所述的光器件，其中所述电场或者所述预定 电场通过在所述均匀液层与所述电极层之间施加电压来产生。

3.根据权利要求1所述的光器件，进一步包括：

由导电材料在均匀液层上形成的另一电极层，其中所述电场或 者所述预定电场通过在所述另一电极层与所述电极层之间施加电压 来产生。

4.根据权利要求1所述的光器件，其中所述光器件的所述参数 包括：所述结构周期d、均匀液层中液体的表面张力和所述疏水性材 料的可润湿性。

5.根据权利要求1所述的光器件，其中所述衍射光栅具有矩形 轮廓、倾斜轮廓或者根据预定算法平滑变化的壁轮廓。

6.根据权利要求1所述的光器件，其中所述电极层对于光束是 透明的。

7.根据权利要求1所述的光器件，其中所述均匀液层用预定的 光颜色染色或者在所述均匀液层前使用滤色片，使得衍射光栅配置 为仅透射具有所述预定颜色的光束。

8.根据权利要求1所述的光器件，其中选择所述衍射光栅的所 述参数使得所述衍射光栅配置为仅支持透射通过所述衍射光栅的透 射光束的第一级和零级透射衍射模式，其中所述透射光束的零级透 射衍射模式分量被阻挡，并且所述透射光束的第一级透射衍射模式 分量引导朝向所述光器件的使用者。

9.根据权利要求8所述的光器件，其中通过所述电场改变衍射 光栅的衍射功效来使得所述透射光束的所述第一级透射衍射模式分 量的光强发生变化。

10.根据权利要求1所述的光器件，其中所述光束在由所述衍 射光栅透射或是反射之前由衍射光栅的第一表面接收。

11.根据权利要求1所述的光器件，其中当所述均匀液层中产 生的电场超出阈值电场时，空气从所述气穴区域逸出，并且所述气 穴区域由所述均匀液层完全填充。

12.根据权利要求1所述的光器件，其中当所述均匀液层中产 生的电场小于阈值电场时，空气从所述气穴区域逸出，并且所述气 穴区域由所述均匀液层以预定值填充，并且其中衍射光栅的所述周 期线具有根据预定算法平滑变化的壁轮廓。

13.根据权利要求1所述的光器件，其中当所述均匀液层中产 生的电场大于阈值电场时，所述气穴区域中的空气不可从所述气穴 区域选出，并且所述气穴区域由所述均匀液层以预定值填充，并且 其中采用所述气穴中所述空气提供的压力通过平衡条件定义所述预 定值。