[发明专利]光学元件、光源装置和投影显示装置

权利要求书

1.一种光学元件，包括：

导光体，来自光源的光入射到所述导光体上，所述导光体包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；

表面等离子体激发装置，其设置在所述导光体的第一表面上，在从所述导光体进入的光之中，所述表面等离子体激发装置允许由光的特定偏振成分激发出表面等离子体，所述特定偏振成分的偏振方向与所述第一表面内的第一方向正交；

光产生装置，其包括通过所述表面等离子体激发装置而设置在所述导光体的第一表面中的金属层，以及设置在所述金属层的与面向所述导光体的表面相反的表面上的覆盖层，并且，通过在所述金属层与所述覆盖层之间的界面中响应于在所述表面等离子体激发装置中由光的所述特定偏振成分激发的表面等离子体而产生的表面等离子体，所述光产生装置产生与所述特定偏振成分具有相同偏振成分的光；以及

相位调制层，其设置在所述导光体内，并改变在所述导光体内传播的光的偏振方向，

其中，所述表面等离子体激发装置是设置在所述导光体与所述金属层之间的界面中的多个突起部，所述多个突起部中的每个突起部沿着所述第一方向延伸并沿着与所述第一表面中的所述第一方向正交的第二方向周期地布置。

2.根据权利要求1所述的光学元件，其中，所述光产生装置在所述覆盖层与所述金属层之间的界面中具有与所述表面等离子体激发装置相同的构造，所述覆盖层具有与所述导光体相同的介电常数。

3.根据权利要求1所述的光学元件，其中，所述光产生装置包括低折射率层，所述低折射率层插入所述覆盖层与所述金属层之间的界面中并具有比所述覆盖层更低的折射率。

4.根据权利要求1所述的光学元件，其中，所述覆盖层具有比所述导光体更低的折射率，所述金属层具有比所述覆盖层更薄的膜厚度。

5.根据权利要求1到4中任意一项所述的光学元件，其中，所述金属层包括Ag。

6.根据权利要求5所述的光学元件，其中，所述表面等离子体激发装置允许由红光的所述特定偏振成分激发表面等离子体，多个所述突起部在所述第二方向上的间隔在0.2μm到4.2μm的范围内。

7.根据权利要求5所述的光学元件，其中，所述表面等离子体激发装置允许由绿光的所述特定偏振成分激发表面等离子体，多个所述突起部在所述第二方向上的间隔在0.2μm到3.5μm的范围内。

8.根据权利要求5所述的光学元件，其中，所述表面等离子体激发装置允许由蓝光的所述特定偏振成分激发表面等离子体，多个所述突起部在所述第二方向上的间隔在0.15μm到3.0μm的范围内。

9.根据权利要求1到4中任意一项所述的光学元件，其中，所述金属层包括Au或Al。

10.根据权利要求1到9中任意一项所述的光学元件，其中，在与所述第一方向正交的截面中，所述表面等离子体激发装置的所述突起部关于经过所述突起部的顶点并与所述第二方向正交的线对称。

11.根据权利要求10所述的光学元件，其中，所述表面等离子体激发装置的所述突起部具有与所述第一方向正交的矩形截面。

12.根据权利要求10所述的光学元件，其中，所述表面等离子体激发装置的所述突起部具有与所述第一方向正交的阶梯状截面。

13.根据权利要求10所述的光学元件，其中，所述表面等离子体激发装置的所述突起部具有与所述第一方向正交的正弦形截面。

14.根据权利要求10所述的光学元件，其中，所述表面等离子体激发装置的所述突起部具有与所述第一方向正交的等腰三角形截面。

15.根据权利要求1到14中任意一项所述的光学元件，包括衍射装置，所述衍射装置将所述覆盖层内传播的光沿所述预定方向衍射，以输出所述光。

16.根据权利要求15所述的光学元件，其中，所述衍射装置是设置在所述覆盖层的出射表面上的多个结构，所述多个结构中的每个结构沿着所述第一方向延伸并沿着所述第二方向周期地布置。

17.根据权利要求15所述的光学元件，其中，所述衍射装置是全息图。