[发明专利]控制电磁波的设备和装置及其形成和操作的方法

说明书

多个实施例可提供一种用于控制电磁波的设备。设备可包括第一电极层。设备还可包括第二电极层。设备可进一步包括位于第一电极层和第二电极层之间的矩阵层。矩阵层可包括液晶层。矩阵层还可包括至少一个与液晶层接触的谐振元件。液晶层可被配置为响应第一电极层与第二电极层之间施加的电压而至少从第一状态切换到第二状态，从而改变矩阵层的光学性质，以控制矩阵层收到的电磁波。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年2月5日提交的新加坡申请No.10201600943U的优先权，其内容以引用的方式完整地纳入本申请。

技术领域

本公开的各个方面涉及控制电磁波的设备和/或装置。本公开的各个方面涉及形成控制电磁波的设备和/或装置的方法，和/或操作设备和/或装置以控制电磁波的方法。

背景技术

可重构设备是包含一个或多个部件的设备，这些部件可以借助于信号(电，光或其他性质)主动控制，以改变电磁波的振幅、相位和/或极化的波前控制的光学响应。可重构设备可包括空间光调制器(SLM)。简单的振幅控制设计的例子是包括微镜阵列的装置，微镜阵列能够旋转以在反射和不反射电磁波之间进行转换。图1A是基于微镜100a的微型机电系统(MEMS)的示意图。图1B是另一种基于微镜100b的微型机电系统(MEMS)的示意图。图1C为扫描电子显微镜(SEM)图像100c，显示了微镜的顶部平面视图。图1D为扫描电子显微镜(SEM)图像100d，显示了微镜的透视图。

另一种控制电磁波相位的方法是利用含有液晶(LC)的单元阵列来实现的。对每个单独的单元施加电压，以改变LC中包含的粒子的方向，从而改变LC的折射率。图2A为液晶显示器(LCD)200a的示意图。比如，液晶显示器可为硅基液晶(LCoS)显示器或硅基铁电液晶(FLCoS)显示器。图2B是另一个液晶显示器(LCD)200b的示意图。图2C是液晶显示器(LCD)的扫描电子显微镜(SEM)图像200c。比如，LCD可为硅基液晶(LCoS)显示器或硅基铁电液晶(FLCoS)显示器。通过改变LC的折射率，电磁波在每个单元中经历不同的光路，因此有不同的相移。对于反射装置，由于折射率的变化，单元可能需要有足够的厚度，以使穿过单元的电磁波至少经历半个波长的偏移。或者，对于传输设备，由于折射率的变化，单元需要有至少能让电磁波有一个波长的偏移的厚度。由于厚度较大，重新定位液晶所需的电压可能相当高。在高电压下，当单元大小被减小到超过一定限度时，相邻单元或像素之间可能会发生串扰。因此，设备的最小像素大小也可能受到限制。目前，商用设备最小像素大小可为约3μm，这可能会对使用液晶技术的近眼设备的分辨率造成严重限制。

发明内容

多个实施例可提供控制电磁波的设备。设备可包括第一电极层。设备还可包括第二电极层。设备可进一步包括位于第一电极层和第二电极层之间的矩阵层。矩阵层可包括液晶层。矩阵层还可包括至少一个与液晶层接触的谐振元件。液晶层可被配置为响应在第一电极层与第二电极层之间施加的电压而至少从第一状态切换到第二状态，从而改变矩阵层的光学性质，以控制矩阵层收到的电磁波。

多个实施例可提供形成控制电磁波的设备的方法。该方法可包括形成第一电极层。该方法还包括形成第二电极层。该方法还可进一步包括形成位于第一电极层和第二电极层之间的矩阵层。矩阵层可包括液晶层。矩阵层还可包括液晶层。矩阵层还可包括至少一个与液晶层接触的谐振元件。液晶层可被配置为响应在第一电极层与第二电极层之间施加的电压而至少从第一状态切换到第二状态，从而改变矩阵层的光学性质，以控制矩阵层收到的电磁波。

多个实施例可提供操作设备以控制电磁波的方法。该方法可包括向设备提供电磁波。设备可包括第一电极层。设备还可包括第二电极层。设备可进一步包括位于第一电极层和第二电极层之间的矩阵层。矩阵层可包括液晶层。矩阵层还可包括至少一个与液晶层接触的谐振元件。方法还可包括在第一电极层与第二电极层之间施加电压以使液晶层响应于施加的电压而至少从第一状态切换到第二状态，以控制矩阵层收到的电磁波。