[发明专利]可变光学延迟器

权利要求书

1.一种液晶可变光学延迟器，包括：

第一连续平面电极；

与所述第一连续平面电极相对的基本透明的第二连续平面电极；

液晶层，其具有指向矢并设置在所述第一连续平面电极和第二连续平面电极之间，用于在所述第一连续平面电极和所述第二连续平面电极之间施加电压时使入射到所述第二连续平面电极上的光产生可变光学相移；以及

次波长光栅，其被设置在所述液晶层和所述第一连续平面电极之间并具有与所述指向矢成锐角的光栅线。

2.根据权利要求1所述的液晶可变光学延迟器，其中所述次波长光栅包括电介质光栅或半导体光栅。

3.根据权利要求2所述的液晶可变光学延迟器，其中所述次波长光栅包括其内没有任何金属的反射光栅。

4.根据权利要求2所述的液晶可变光学延迟器，其中所述光栅线包括限定所述光栅线之间的间隙的脊，其中所述液晶层延伸进入所述间隙。

5.根据权利要求1所述的液晶可变光学延迟器，其中所述锐角是45±5度。

6.根据权利要求5所述的液晶可变光学延迟器，其中所述次波长光栅具有单通道中的四分之一波延迟。

7.一种用于使入射到其上的光束产生可变相位延迟的可变光学延迟器，包括：

具有像素电极的基底；

设置在所述像素电极上并与其分离的次波长光栅，以使入射到其上的所述光束产生第一光学延迟，所述次波长光栅具有彼此平行的多个光栅线；

所述次波长光栅上的液晶层，用于使穿过其传播的所述光束产生第二光学延迟；以及

所述液晶层上的基本透明的背板电极；

其中，当在所述像素电极和所述背板电极之间施加电压时，所述第二光学延迟被改变，从而使传播穿过液晶层的所述光束产生可变相位延迟；

其中，所述液晶层的指向矢与所述光栅线形成锐角，从而降低所述可变光学延迟器对所述光束的偏振态的敏感性。

8.根据权利要求7所述的可变光学延迟器，其中所述像素电极具有连续平坦表面。

9.根据权利要求8所述的可变光学延迟器，其中所述次波长光栅包括电介质或半导体。

10.根据权利要求9所述的可变光学延迟器，其中所述次波长光栅包括其内没有任何金属的反射光栅。

11.根据权利要求10所述的可变光学延迟器，其中所述次波长光栅是反射的。

12.根据权利要求10所述的可变光学延迟器，其中所述电介质光栅包括二氧化硅、氧化钽和硅中的一个或多个。

13.根据权利要求7所述的可变光学延迟器，其中所述光栅线包括限定它们之间的空气间隙的脊。

14.根据权利要求7所述的可变光学延迟器，其中所述锐角是45±5度，并且其中所述次波长光栅具有单通道中的四分之一波延迟。

15.根据权利要求7所述的可变光学延迟器，还包括位于所述公共液晶层、所述次波长光栅和所述背板电极之下的多个像素电极。

16.根据权利要求15所述的可变光学延迟器，其中所述基底包括硅基底，所述可变光学延迟器还包括设置在所述硅基底上的位于所述多个像素电极之下的驱动电路，用于向各个像素电极独立地施加电压。

17.一种包括调整延迟器的硅上液晶空间光调制器，其中所述调整延迟器包括次波长光栅。

18.一种使光束产生可变相位延迟的方法，所述方法包括：

（a）使光束传播穿过液晶层，并随后穿过次波长光栅，所述次波长光栅具有与所述液晶层的指向矢成锐角定向的光栅线；

（b）反射在步骤（a）中传播的所述光束，以向回传播所述光束穿过所述液晶层；以及

（c）在执行步骤（a）和（b）时，通过位于所述液晶层和所述次波长光栅外部并与它们平行的一对平面电极施加电场到所述液晶层，以改变所述液晶层的光学延迟，从而改变所述光束的所述相位延迟；其中，所述电极的平坦度有利于所施加电场的空间均匀性，从而有利于所述液晶层的改变的所述光学延迟的空间均匀性。