[发明专利]基于超颖材料结构的空间光调制器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于超颖材料结构的空间光调制器，包括光功能元件阵列和控制电路，其特征在于，所述光功能元件包含超颖材料结构，所述超颖材料结构包括金属纳米结构层和金属反射镜层，所述金属纳米结构层和金属反射镜层之间设有介质层与非金属导电材料层，并且所述超颖材料结构的阻抗Z等于或接近376.7Ω，其中ε、μ分别是所述超颖材料结构的有效介电常数和磁导率，其中用于形成所述非金属导电材料层的材料选自铟锡氧化物、氧化锌、氧化锡、氧化铟、氮化钛、氮化锆或者单层或多层石墨烯。

2.根据权利要求1所述的基于超颖材料结构的空间光调制器，其特征在于：所述超颖材料结构还包括衬底和/或透明保护层，并且，所述衬底、金属反射镜层、介质层、非金属导电材料层、金属纳米结构层和透明保护层沿设定方向依次分布。

3.根据权利要求1所述的基于超颖材料结构的空间光调制器，其特征在于：所述金属纳米结构层和/或金属反射镜层选自金、铂、银、铜、铝、钛中的任意一种形成的单一金属层或任意两种以上形成的合金层。

4.根据权利要求3所述的基于超颖材料结构的空间光调制器，其特征在于：所述金属纳米结构层和/或金属反射镜层包括两种以上单一金属层、两种以上合金层或一种以上单一金属层与一种以上合金层层叠形成的叠加结构。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于超颖材料结构的空间光调制器，其特征在于：所述金属纳米结构层包括一维或者二维光栅，所述光栅的周期为100-2000纳米，厚度为5-100纳米。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的基于超颖材料结构的空间光调制器，其特征在于：所述金属反射镜层的厚度在50纳米以上。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的基于超颖材料结构的空间光调制器，其特征在于：所述介质层的厚度为5-100纳米，材质选自二氧化硅、氮化硅、氟化镁或硒化锌。

8.根据权利要求2所述的基于超颖材料结构的空间光调制器，其特征在于：所述透明保护层主要由对入射波低吸收的材料形成。

9.根据权利要求8所述的基于超颖材料结构的空间光调制器，其特征在于，所述对入射波低吸收的材料选自二氧化硅、氮化硅或氧化铝。

10.权利要求1-9中任一项所述基于超颖材料结构的空间光调制器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)利用标准CMOS工艺在硅片上制备包括控制电路的衬底；

(2)通过金属薄膜沉积法在衬底上制备金属反射镜层；

(3)通过薄膜沉积法在金属反射镜层上制备介质层和非金属导电材料层；

(4)通过薄膜沉积法和微纳加工方法在非金属导电材料层上制作金属纳米结构层；

(5)通过薄膜沉积方法在金属纳米结构层上制备透明保护层；

(6)通过微纳加工方法制备互联电极。