具有可调功效的衍射光栅
专利汇可以提供具有可调功效的衍射光栅专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且说明书 和 附图 表示出一种利用电控 信号 使用 电子 设备中的 电润湿 (EW)衍射光栅进行光强的调制的新的方法、设备和 软件 产品。EW衍射光栅可以是电子设备的元件(例如，显示器)的组件。应用可以包括但不限于：彩色显示器、投影式显示器、前照明显示器、场顺序显示器、 自动立体显示 器等等。此外，也可以在除了显示器之外的其他领域中应用。，下面是具有可调功效的衍射光栅专利的具体信息内容。
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。
14.一种用于改变光强度的方法，所述方法包括：
由光器件接收光束，其中所述光器件包括：
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；其中该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；
由导电材料在所述第二表面上形成的电极层，用于产生电场；
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：
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中，以及
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；以及使得所述预定电场发生变化，从而进一步改变所述均匀液层进入所述气穴区域的预定值，引起衍射光栅的衍射功效的进一步改变，从而使得传播通过光器件或者从光器件反射的光束的光强发生变化。
15.根据权利要求14所述的方法，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。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述光器件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。
17.根据权利要求14所述的方法，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。
18.根据权利要求14所述的方法，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。
19.根据权利要求14所述的方法，其中所述电极层对于光束是透明的。
20.根据权利要求14所述的方法，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，使得衍射光栅仅透射具有所述预定颜色的光束。
21.根据权利要求14所述的方法，其中选择所述衍射光栅的所述参数使得所述衍射光栅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。
22.根据权利要求21所述的方法，其中通过由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。
23.根据权利要求14所述的方法，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。
24.根据权利要求14所述的方法，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。
25.根据权利要求14所述的方法，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，并且其中所述衍射光栅的周期线具有根据预定算法平滑变化的壁轮廓。
26.根据权利要求14所述的方法，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。
27.一种电子设备，包括：
至少一个光器件，该光器件包括：
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，该材料减少衍射光栅对于预选定的液体的可润湿性；
由导电材料在所述第二表面上形成的电极层，配置用于产生电场；
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中，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
包括所述至少一个光器件的组件。
28.根据权利要求27所述的电子设备，其中所述电子设备是显示器，所述至少一个光器件是所述显示器的像素。
29.根据权利要求27所述的电子设备，其中所述电子设备是投影式显示器、前照明显示器、场顺序显示器或者自动立体显示器。
30.根据权利要求27所述的电子设备，进一步包括：
光强选择器/开关，配置用于响应于光强调制/指令信号的接收，向至少一个电压驱动器提供强度选择/调制信号，其中所述强度选择/调制信号指示从所述衍射光栅反射或者透射通过所述衍射光栅的光强的期望级；以及
其中所述至少一个电压驱动器配置用于响应于强度选择/调制信号的接收，向所述组件中的光器件提供电润湿控制信号，用于从而提供施加在所述均匀液层与所述电极层之间的电场，从而使得所述预定电场发生变化，并且进一步改变所述均匀液层进入所述气穴区域的预定值，引起衍射光栅的衍射功效的进一步改变，以使得传播通过光器件或者从光器件反射的光束的光强发生变化，从而提供光强的所述期望级。
31.根据权利要求30所述的电子设备，其中光强选择器/开关和至少一个电压驱动器结合为一个块。
32.一种用于改变光强度的设备，包括：
用于由光器件接收光束的装置，其中所述光器件包括：
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；
形成在所述第二表面上的导电材料的电极层，用于产生电场；
均匀液层，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产生电场时，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
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；以及用于改变所述电场的装置，用于进一步改变均匀液层进入所述气穴区域的预定值，从而引起衍射光栅的衍射功效的进一步的改变，因此改变透射穿过所述光器件或者从所述光器件反射的光束的光强度。
具有可调功效的衍射光栅
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
22上形成导电材料的电极层11。电极层11可以可选地由透光材料或者反光材料(例如，金属)制成。最后，由上述预选定液体之一构成的折射率为k的均匀液层14(可选地导电的)布置在衍射光栅12的第一表面21上，其中，折射率n和k基本上相等，即，选择k与衍射光栅12的折射率紧密匹配(match)。一种可能的折射率匹配的液体/材料组合是水和特氟隆。两者都具有约为1.3的折射率，并且水在特氟隆上的接触角大于90度(典型地约为
108度)。另一可能性是使用折射率匹配的电介质材料，对于预选定的液体，该材料通常不是疏水性的，而是以适当的非润湿剂对其进行涂覆。可能的表面处理剂是(但不限于)，例如，有机硅化合物或者含氟聚合物。
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