[发明专利]选择性吸收的线栅偏振器

说明书

技术领域

本发明一般涉及用于可见和近可见光谱的选择性吸收的线栅偏振器。

背景技术

线栅偏振器(WGP)为设置在基底(例如玻璃)的表面上的平行线的 阵列。通常，线栅偏振器是在基底上的线的单个、周期性的阵列。当线的 周期大于光波长的约一半时，栅充当衍射光栅。当线的周期小于光波长的 约一半时，栅充当偏振器。

虽然希望WGP透射一种偏振的所有光而反射其它偏振的所有光，但 没有偏振器是完美的。实际的WGP将透射两种偏振的一些光，并将反射 两种偏振的一些光。当光在透明材料(例如玻璃薄片)的表面上入射时， 少量的光被反射。例如，在法向入射时，从玻璃的每个表面反射入射光的 约4％。

在一些应用中，还希望WGP透射一种偏振的所有光，同时从光学系 统中去除另一种偏振的所有光或大部分光。

已建议在WGP下方或在线与基底之间设置膜，以使第一衍射级向较 短波长移动，以便改善在部分可见光谱(例如蓝光)中的性能。参见美国 专利No.6,122,103。该膜的折射率小于基底的折射率。还已建议蚀刻到基 底或下面的层中以进一步减小线栅下方的有效折射率。参见美国专利 No.6,122,103。还进一步建议将每条线形成为具有交替的金属与电介质层的 复合结构。参见美国专利No.US 6,532,111。

发明内容

已经公认，开发能够选择性吸收光的一种偏振方向的线栅偏振器是有 利的。另外，已经公认，开发这样的偏振器是有利的，该偏振器易于并入 许多光学系统而不显著改变光学设计，并且是无机的且耐用的。另外，已 经公认，线栅偏振器可以充当用于反射一种偏振态的金属和充当用于另一 偏振态的有损耗的电介质的薄膜。因此，已经公认，可以将形序双折射 (form birefringence)和有效折射率应用于线栅偏振器。已经进一步公认， 充当有损耗的电介质的薄膜可以被设计和配置为优先吸收一种偏振中的能 量。另外，已经公认，可以将线栅偏振器视为薄膜层，且并入到光学叠层 中。

简明并概括而言，本发明旨在用于使入射光偏振且选择性吸收一种偏 振的选择性吸收的线栅偏振器。偏振线栅层设置在基底上并具有周期小于 入射光波长的一半的平行金属线的阵列。电介质层设置在所述基底上方且 包括电介质材料。吸收层设置在所述基底上方且包括这样的材料，该材料 对入射光光学吸收，从而一种偏振基本上被吸收。所述吸收层还具有与所 述电介质层的折射率不同的折射率。

附图说明

通过结合附图进行的下列详细说明，本发明的附加的特征和优点将显 而易见，这些附图通过实例共同示例了本发明的特征；并且，其中：

图1a是根据本发明的一个实施例的选择性吸收的多层线栅偏振器的 示意性截面侧视图(附图没有按比例绘制并且为清楚起见非常夸大地示出 了特征)；

图1b是根据本发明的另一实施例的另一选择性吸收的多层线栅偏振 器的示意性截面侧视图(附图没有按比例绘制并且为清楚起见非常夸大地 示出了特征)；

图2是根据本发明的另一实施例的另一选择性吸收的多层线栅偏振器 的示意性截面侧视图(附图没有按比例绘制并且为清楚起见非常夸大地示 出了特征)；

图3是根据本发明的另一实施例的另一选择性吸收的多层线栅偏振器 的示意性截面侧视图(附图没有按比例绘制并且为清楚起见非常夸大地示 出了特征)；

图4是根据本发明的另一实施例的另一选择性吸收的多层线栅偏振器 的示意性截面侧视图(附图没有按比例绘制并且为清楚起见非常夸大地示 出了特征)；以及

图5是根据本发明的另一实施例的另一选择性吸收的多层线栅偏振器 的示意性截面侧视图(附图没有按比例绘制并且为清楚起见非常夸大地示 出了特征)。

现在将参考并在此使用特定的语言描述所示例的示例性实施例。然而 应该理解，并不旨在由此限制本发明的范围。

具体实施方式

已经公认，对于光的一种偏振，线栅偏振器实质上充当反射光(或其 一种偏振)的金属，而对于光的另一种偏振，线栅偏振器实质上充当透射 光(或其另一种偏振)的有损耗的电介质的薄膜。因此，已经公认可以将 两个概念即形序双折射和有效折射率应用于改善偏振器的性能。