[发明专利]液体反射镜

说明书

技术领域

本发明一般涉及反射镜，更具体地涉及液体反射镜，以及液体反射镜(liquid mirror)的使用和制造方法。

背景技术

本部分介绍了可能有助于更好地理解本发明的方面。因此，就这方面而言，应该阅读本部分的称述。本部分的各种陈述不应理解为承认某些内容属于现有技术或者某些内容不属于现有技术。

存在许多如下光学应用：其中反射光学器件(如反射镜)的使用优于折射光学器件(如透镜)的使用。例如，在从望远反射镜到微电子机械系统(MEMS)的光学装置中，使该装置尽可能紧凑通常是很重要的。使用反射光学器件的光学元件相比使用折射光学器件的光学元件能提供更小的焦距和更少的信号损失，从而能使光学装置小型化。另一优点是可使反射镜的反射率对波长不敏感，以降低色差。此外，反射镜可在衍射光学器件不能起作用的光谱区内发挥功能，例如在紫外和红外区。

然而，某些现有的使用反射光学器件的光学元件具有有限的能力。这进而限制了它们的适用范围，或者限制了装置小型化的程度。例如，某些MEMS具有由固体材料制成的反射镜。这些固体反射镜没有或者仅有有限的改变其曲率的能力。此外，MEMS中的反射镜能在有限的范围内偏转入射光束(light beam)，因为该反射镜具有有限的旋转范围。

也存在如下情况：其中需要以互补的方式同时使用反射和折射光学器件。在这种情况下，如果使用反射和折射光学器件的光学元件都能采用类似的制造方法制造，则为有利的。然而，常规MEMS的反射镜通常的制造方式与透镜的制造没有相似的工艺。因此，必须采用两种不同的制造工艺来制造反射镜(mirror)和透镜(lense)，从而提高了构建MEMS的成本和复杂性。

本发明的实施方案通过提供使用液体反射镜的设备以及其制造和使用方法克服了这些缺陷。

发明内容

为了克服一种或多种上述缺陷，一种实施方案是设备。该设备包括液体反射镜。该液体反射镜包括液体，所述液体与临近该液体的流体形成界面。该液体反射镜还包括位于所述界面处的反射颗粒层，其中所述层形成反射表面。

另一实施方案是方法，包括使用液体反射镜输送光学信号。输送所述光学信号包括反射所述光学信号使其离开所述液体反射镜的反射表面。所述反射表面包括位于所述液体反射镜的液体与临近该液体的流体之间的界面处的反射颗粒。

另一实施方案是方法，包括制造液体反射镜。所述制造液体反射镜的方法包括在液体与流体之间的界面处形成反射颗粒层。所述反射颗粒的一侧具有亲水表面，而所述反射颗粒的相对侧具有疏水表面。

附图说明

当结合附图阅读时，根据以下具体描述可以最好地理解本发明。各个特征可以不是按比例绘制，并且为了论述清楚可以任意放大或缩小尺寸。现在参照结合附图进行的以下描述，其中：

图1显示了包括本发明液体反射镜的示例性设备的剖视图；

图2显示了包括本发明液体反射镜的第二示例性设备的剖视图；

图3显示了图1所示液体反射镜的平面图；

图4显示了包括本发明液体反射镜的第三示例性设备的平面图；

图5-6显示了图2所示液体反射镜在不同使用阶段的平面图；以及

图7-15显示了制造液体反射镜的示例性方法的所选步骤的剖视图。

具体实施方案

本发明各实施方案受益于以下认识，即某些类型的液体反射镜具有优于常规固体反射镜的优点。例如，本发明的液体反射镜可经构造以可调方式改变其曲率，从而提供较大的可以反射入射光束的动态范围。此外，本发明的某些液体反射镜可采用与用以构建某些液体透镜的方法类似的方法来构建，从而降低制造同时包括液体透镜和反射镜的光学设备的成本和复杂性。

还认识到，通过使用液体反射镜获得多种好处，其中所述液体反射 镜包括位于所述液体与流体(气体或第二液体)之间的界面处的反射颗粒层。在所述反射颗粒中可结合宽范围的不同类型的反射材料。因此，相比室温为液态的反射金属(如汞)，所述反射颗粒可以具有更高的反射率和更低的毒性。并且，通过仔细选择所述颗粒的组成，所述反射颗粒层可经构造以形成连续的反射表面。此外，改变所述液体的形状可以改变所述反射层的形状，并且如果需要这些变化可以动态地进行。