[发明专利]一种可寻址电调光反射率薄膜

说明书

本发明公开了一种可寻址电调光反射率薄膜。包括阴极，阳极阵列，以及设置在阴极和阳极阵列间的介电层；阳极阵列由M×N元阵列分布的阳极单元构成，阳极单元由规则排列且相互连通的多个子电极构成，可寻址电调光反射率薄膜被划分为M×N元阵列分布的电调光反射率单元，阳极单元与电调光反射率单元一一对应，构成电调光反射率单元的阳极，所有电调光反射率单元共用阴极；通过阳极单元和阴极对电调光反射率单元执行独立加电操作，进而通过调变加载在电调光反射率单元上的电压信号，实现可寻址电调光反射率的控光操作。本发明具有偏振不敏感、驱控灵活、调光响应快以及反射光强变动范围大的特点。

技术领域

本发明属于光学精密测量与控制技术领域，更具体地，涉及一种可寻址电调光反射率薄膜，能对入射光波执行反射率可寻址的电控调变。

背景技术

迄今为止所发展的高光反射率薄膜技术，均基于膜介质中数量巨大的特征介电基团、相对自由的或束缚态电子等在振荡性电磁激励下所产生的光再发射叠加效应，主要由微/纳米厚度的金属/金属化材料、半导体或介电材料制成，同种材质薄膜呈现相同的反光属性。可寻址调变薄膜光反射率，意味着实现薄膜的定域差异性光反射能量输运。目前所建立的实用化手段主要有：(一)将不同材质的膜材料通过定域性层化耦合构建成可寻址移位的变光反射率薄膜结构；(二)拼接独立反光膜片构成可寻址的区块化变光反射率拼图式薄膜结构；(三)通过可寻址加电的微机电Fabry-Perot结构(MEMs-FP)或电控液晶Fabry-Perot结构(LC-FP)结构，实现谱反射光强的定域电调变；(四)基于电湿效应构建可寻址加电的阵列化电调微液形貌式的定域反光薄膜架构；(五)基于薄膜的控光干涉或特征衍射调变出射光束能流及其分布形态，实现反射束振幅的空变投送；(六)通过可寻址调节的局域电场、磁场、声场或热场，驱使膜材料折射率及其空间分布形态产生可调节改变；(七)构造特殊的参数可调微纳功能结构阵列如典型的阵列化微光子晶体膜结构等。可寻址调变光反射率薄膜技术目前主要用于光学系统的局域通光效能改变，成像视场或捕光结构的局域强光抑制与透射束流增强，宽径反射光束能流匀质化，光学引擎反射波束强度或亮度的图案化调变，激光波束功率空间分布形态的图案化调节以及遮光效率空变调控等层面。随着功能需求的日渐增多和日趋复杂，应用领域的不断扩展以及现代微电子和光电子技术的强力推动，可寻址调控尤其是电调控光反射率薄膜技术，在新反射机理发现、特殊微纳功能结构设计、材料选择与膜系配置、驱控架构建立以及成本降低等方面，均提出了更高要求。

研究和应用显示，现有的商用可寻址电调光反射率薄膜技术的缺陷主要反映在以下方面：(一)由于单层光学介质膜难以达到较高的反射率水平，单层金属/金属性反射膜通过电子表面态及其电磁振荡性激励展现固定的反光行为，基于常规光学机理构建的层化薄膜材料不论是叠合式的还是拼图式的，通过现有工艺方式会形成相对粗糙的介电跃变界面从而产生较强的光束漫反射；(二)层化膜层间会形成渗透性扩散界面从而产生类渐变折射率分布的亚界面效应；(三)不同材质膜层间的表面应力会驱使薄膜呈现时效性的结构和化学稳定属性；(四)基于特殊功能如典型的FP效应以及电磁声热光等因素诱导的局域介电行为改变，会使源于电子或偶极介电振荡响应的光反射率调变机制呈现控制相对复杂、相位和偏振匹配繁杂、成本高、波谱适用范围窄等问题；(五)薄膜抗强光或强激光辐照的能流阈值低，反射率可变动范围相对狭小；(六)复杂的层化膜系配置使薄膜的制作成本提高，结构稳定性以及与其它功能结构的耦合或适配性相对降低等。针对上述问题，寻找新的薄膜架构、驱控方案、简化工艺流程以及降低成本等，已成为发展可寻址电调光反射率薄膜技术的核心环节，迫切需要新的技术突破。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种可寻址电调光反射率薄膜，能对宽谱入射波束的光反射率执行可寻址电控调变，具有偏振不敏感、驱控灵活、调光响应快以及反射光强变动范围大的特点。