專利名稱：精密相位延遲裝置和其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及適用于使電磁輻射偏振的光學(xué)組件。
背景技術(shù)：
傳播平面波電磁輻射由兩個(gè)呈正交偏振的分量組成一指定為橫向電場(chǎng)和橫向磁場(chǎng)。在很多申請(qǐng)案中，可能需要或希望獨(dú)立控制橫向電場(chǎng)(TE)偏振和橫向磁場(chǎng)(TM)偏振的振幅和相對(duì)相位。例如，基于偏振狀態(tài)而變化的裝置性能可以提供多功能光電子裝置。
雙折射是一種用來將電磁輻射分為其兩個(gè)分量的材料的特性，且其可于在不同方向上(常常為正交)具有兩個(gè)不同折射指數(shù)的材料中發(fā)現(xiàn)，所述折射指數(shù)稱為 和n||(或np和ns)。即，進(jìn)入某些透明材料(諸如，方解石)的光線分裂成兩個(gè)以不同速度傳播的光束。雙折射也通稱為重折射。雙折射可用來分離兩個(gè)正交偏振，借此允許所述裝置獨(dú)立地操作每個(gè)偏振。例如，僅舉非限制性實(shí)例，可將偏振用于提供增加/下降能力、對(duì)入射輻射進(jìn)行光束分離或進(jìn)行濾光?？捎尚纬删w的分子的各向異性電特性而產(chǎn)生雙折射。另外，可通過形成三維結(jié)構(gòu)的圖案而產(chǎn)生雙折射。
各向異性材料在諸如六角形(諸如，方解石)、四角形和三角形晶體類的某些晶體中自然地顯示出雙折射，所述晶體的特征一般在于具有唯一的一個(gè)對(duì)稱軸，稱為光軸，其對(duì)晶體內(nèi)光束傳播強(qiáng)加了限制。傳統(tǒng)上使用三種材料來生產(chǎn)偏振組件一方解石、石英晶體和氟化鎂。
盡管方解石是一種相當(dāng)軟的晶體且容易被劃刻，但是因?yàn)榉浇馐哂懈叩碾p折射率和廣的光譜透射，所以一般來說，在雙折射應(yīng)用中，相對(duì)于其它天然存在的材料而言其普遍為優(yōu)選材料。方解石的雙折射率一般為約0.172。
石英是另一種經(jīng)常使用的雙折射材料，其以天然晶體或合成剛玉而獲得。天然和合成石英均顯示出低波長(zhǎng)截止—天然石英從220nm透射，而合成剛玉從190nm透射—且兩者均對(duì)紅外線透射。石英很硬并且很堅(jiān)固，借此使得能夠制造很薄的低階延遲板(low order retardation plate)。與方解石或氟化鎂不同，石英顯示出旋光性，并且不存在普通光束和非常光束以相同速度在一個(gè)折射指數(shù)下可以沿其傳播的單向(光軸)。相反，光軸是使得兩個(gè)指數(shù)最接近的方向當(dāng)相對(duì)的兩個(gè)被循環(huán)偏振的光束在傳播時(shí)，一個(gè)光束沿所述光軸傳播。這產(chǎn)生了一個(gè)入射平面偏振光束的漸進(jìn)性旋光度，可將其效果用于旋轉(zhuǎn)體中。石英的雙折射率約為0.009。
因?yàn)閱尉w氟化鎂具有較廣的光譜透射，所以其是生產(chǎn)偏振器的另一種有用材料。單晶體氟化鎂的雙折射率約為0.18。
也稱為延遲器的波形板延遲入射到其上的光的兩個(gè)正交偏振分量中的一個(gè)。在光學(xué)組合中使用波形板以改變光的相位。波形板一般是對(duì)稱的，且其在一個(gè)軸中具有不同于其它的折射指數(shù)。沿著快軸或光軸偏振的光比垂直于此軸而偏振的光所遇到的折射指數(shù)要小。光的所述兩個(gè)正交分量橫穿過所述波形板并不斷獲得大部分材料內(nèi)的相位差，其中所述兩個(gè)分量中的一個(gè)分量沿著光軸偏振，且一個(gè)分量垂直于所述軸而偏振。對(duì)于具有1/2或1/4波延遲的波形板而言，所述兩個(gè)正交分量將顯現(xiàn)出π或π/2的相位差。在半波形板的情況下，與所述光軸成Θ角度的被入射偏振的光旋轉(zhuǎn)了角度2Θ。對(duì)于與所述光軸成45°角取向的入射偏振而言，四分之一波形板導(dǎo)致被線性偏振的光變成被循環(huán)偏振。波形板的特征在于被定義為將通過其來操作裝置的波長(zhǎng)范圍的頻寬和階數(shù)。零階波形板一般具有最大的頻寬且結(jié)果在要求波長(zhǎng)調(diào)諧或多路傳輸、組合具有大體上不同波長(zhǎng)的應(yīng)用中是優(yōu)選的波形板。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明揭示了一種具有小于約10微米的大體上均勻的厚度并且適用于在約為中心波長(zhǎng)的波長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行操作的雙折射裝置。所述裝置包括一個(gè)基底基板；一個(gè)交替折射指數(shù)的周期性指數(shù)區(qū)域?qū)樱滟N于所述基底基板的第一表面，所述層具有小于中心波長(zhǎng)的周期性；和一個(gè)頂蓋基板，其設(shè)置于大體上鄰近于在所述基底基板的遠(yuǎn)側(cè)的層，其中所述裝置適用于產(chǎn)生在0與2π相位之間的任意相位延遲。


通過考慮本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的以下詳細(xì)描述并結(jié)合附圖，可便于理解本發(fā)明，其中類似數(shù)字指示類似部分，并且其中圖1A說明了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的雙折射裝置；圖1B說明了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的圖1A的雙折射裝置的周期區(qū)域的頂視圖；圖2說明了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的圖1A的裝置的不同填充率的雙折射率與折射指數(shù)之間的關(guān)系；圖3說明了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的圖1A的裝置的不同填充率的厚度相關(guān)性與折射指數(shù)之間的關(guān)系；圖4說明了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的圖1A的裝置的不同折射指數(shù)的雙折射率與次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)周期之間的關(guān)系；圖5說明了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的圖1A的裝置的不同折射指數(shù)與周期的絕對(duì)延遲與次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)深度之間的關(guān)系；圖6說明了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的圖1A的雙折射裝置的一個(gè)堆疊；圖6A說明了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的圖1A的雙折射裝置的一個(gè)傾斜堆疊；圖7說明了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面被用作雙折射波形板的圖1A的雙折射裝置；圖8說明了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面每個(gè)偏振穿過一個(gè)未經(jīng)補(bǔ)償?shù)乃姆种徊ㄐ伟宓耐干?；圖9說明了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面每個(gè)偏振穿過一個(gè)經(jīng)防反射補(bǔ)償?shù)乃姆种徊ㄐ伟宓耐干洌粓D10A-10C說明了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的像素排列好的雙折射裝置。
具體實(shí)施例方式
應(yīng)了解，為清晰地理解本發(fā)明，本發(fā)明的附圖和說明已被簡(jiǎn)化以說明相關(guān)的元件，同時(shí)為清晰起見排除了很多其它在典型光子組件中發(fā)現(xiàn)的元件和用于制造這些元件的方法。所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可認(rèn)識(shí)到在實(shí)施本發(fā)明的過程中需要和/或要求其它元件和/或步驟。然而，因?yàn)樗鲈筒襟E在本領(lǐng)域中是熟知的，且因?yàn)槠洳焕诟玫乩斫獗景l(fā)明，所以本文中不提供對(duì)所述元件和步驟的論述。本文中的揭示內(nèi)容針對(duì)于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所知的對(duì)于所述元件和方法所作的所有所述變化和修改。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，如果所述結(jié)構(gòu)小于相關(guān)波長(zhǎng)，那么被配置成三維結(jié)構(gòu)的純各向同性材料可用于產(chǎn)生比分子大的結(jié)構(gòu)中的形狀雙折射。通過精確控制所述三維零件的幾何形狀和材料，形狀雙折射結(jié)構(gòu)可提供修整所述雙折射量值的能力。亦可允許操縱雙折射率比天然雙折射材料高得多的層。此可允許以形狀雙折射結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)而制造的光學(xué)組件以比另外可行的物理上更小的材料體積達(dá)到目標(biāo)、延遲、相位補(bǔ)償或波前操作。如本文中所呈現(xiàn)的形狀雙折射結(jié)構(gòu)可允許沿著某個(gè)傳播方向以一個(gè)梯度操縱雙折射，借此提供沿著那個(gè)方向具有改變的量值的雙折射。所述分度雙折射實(shí)際上不存在且其可用于操縱新穎的光學(xué)相位操作設(shè)計(jì)。所提議的用于精密相位操作結(jié)構(gòu)的方法也可以允許光學(xué)材料沉積有分段的雙折射層，或像素化有被沉積于一個(gè)平面上的不同雙折射率的區(qū)域?？赏ㄟ^雙折射量值或主光軸取向來改變這些區(qū)域。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)可包括無(wú)需精確拋光來制造具有任一目標(biāo)延遲或階數(shù)的精密波形板。對(duì)于天然雙折射波形板而言，需要精確拋光來獲得適當(dāng)?shù)牟牧虾穸?。?duì)于形狀雙折射而言，通過精確控制結(jié)構(gòu)大小來達(dá)到相位控制。可通過利用能達(dá)到精確度在數(shù)毫微米內(nèi)的半導(dǎo)體制造技術(shù)來達(dá)到此控制，所述精確度對(duì)應(yīng)于一個(gè)波長(zhǎng)的第數(shù)百個(gè)波形板延遲容差。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，可以提供一種用于產(chǎn)生自始至終從UV(紫外線)到遠(yuǎn)紅外線光譜的零階波形板的高級(jí)方式?；旧?，對(duì)于所有波長(zhǎng)而言，可以通過選擇周期(零階衍射)、選擇材料、最優(yōu)化工作循環(huán)、填充率和最優(yōu)化光柵深度來應(yīng)用一個(gè)設(shè)計(jì)原理。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，呈現(xiàn)了一種用于零階和多階波形板的制造方法，其中可使用任意基板，包括諸如深紅色的光學(xué)旋光性材料(光學(xué)旋轉(zhuǎn)體)；可將所述波形板應(yīng)用到基板的一側(cè)或兩側(cè)；可將所述波形板應(yīng)用到介電或金屬反射鏡的頂部或下部。另外，通過適當(dāng)選擇介電材料來制造波形板，其厚度可保持為數(shù)微米以用于0與π相位之間的任意延遲。另外，因?yàn)榫哂兴鲚^小厚度，所以所述波形板可為晶圓制造的光學(xué)組件的集成光學(xué)子組合中的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件。所述組合的實(shí)例包括(但不限于)堆疊波形板與偏振器、波形板與一個(gè)偏振分束器、波形板與偏振光束組合器、波形板與一個(gè)濾光器的組合。另外，由于波形板具有較小的厚度，所以其可沉積于塊狀光學(xué)組件上，諸如透鏡或晶體。并且，其可用于相位或像差補(bǔ)償。
同樣，所述波形板可包括一個(gè)雙折射區(qū)域，其通過周期性交替高/低折射指數(shù)之三維零件、且形成下方的光層和上方的涂覆光層而制得。同樣，所述雙折射區(qū)域可由交替介電和空氣帶制成，或可為一個(gè)由兩種具有不同折射指數(shù)的交替材料制成的填充結(jié)構(gòu)。所述材料的折射指數(shù)之間的更高對(duì)比度可給予更高的雙折射率。
所述雙折射區(qū)域可由一種具有固定折射指數(shù)的材料和一種具有可調(diào)折射指數(shù)的材料的光柵建成。此種材料可為(但不限于)安置并配置于第一材料的光柵結(jié)構(gòu)內(nèi)的液晶?？邕^所述液晶施加電壓可改變所述液晶的折射指數(shù)，且相應(yīng)地改變波形板的雙折射率。所述構(gòu)型可構(gòu)成一個(gè)可調(diào)波形板。
所述雙折射區(qū)域可建于用于整個(gè)光學(xué)組合的表面平面化和指數(shù)匹配的光層頂部上?？蓪⒁煌馔繉映练e于所述雙折射區(qū)域的頂部上以使其免受環(huán)境曝露、可用于所述雙折射區(qū)域到所述波形板頂部上的物理層的防劃刻保護(hù)和指數(shù)匹配。
另外，可通過在具外涂層的波形板頂部上一層接一層地建置雙折射區(qū)域來建成由多層雙折射結(jié)構(gòu)制成的波形板，諸如垂直堆疊波形板。可將中間層安置在所述雙折射區(qū)域之間以進(jìn)行平面化、保護(hù)和指數(shù)匹配。可通過覆蓋平行的光柵雙折射結(jié)構(gòu)或交叉的光柵雙折射結(jié)構(gòu)來建成由多層雙折射結(jié)構(gòu)制成的波形板。所述交叉或平行的光柵可具有不同的周期，其可用于最優(yōu)化雙折射率并改進(jìn)所述堆疊的多層雙折射組合的整個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
如果所述建置材料的折射指數(shù)十分不同，且所述光柵周期比光的波長(zhǎng)小，那么根據(jù)本發(fā)明而建成的波形板可具有比天然光學(xué)雙折射材料更高的雙折射率。
另外，與經(jīng)常規(guī)拋光的雙折射材料相比，可通過制造過程利用用于蝕刻終止的材料層來實(shí)現(xiàn)極其高的延遲精確度。所述層能終止或充分減少光柵蝕刻過程，因此能控制精確的光柵深度。通過精密控制光柵深度，可控制所述波形板的相位延遲、精確度。適用于蝕刻終止的材料可為光學(xué)上透明的材料，且具有比構(gòu)成雙折射區(qū)域的材料低數(shù)倍的蝕刻速率。所述蝕刻終止材料可包括于整個(gè)光學(xué)指數(shù)匹配設(shè)計(jì)中。
對(duì)于要求高延遲和高延遲精確度的設(shè)計(jì)而言，可使用堆疊波形板的方法，其中具有大的折射指數(shù)差異的兩種材料用于產(chǎn)生大多數(shù)延遲，且接著在頂部由具有較小折射指數(shù)差異的材料發(fā)展另一雙折射區(qū)域，以精確地完成全部延遲。對(duì)于TE和TM偏振而言，所述波形板可能具有非常不同的折射指數(shù)。一種用于達(dá)到同時(shí)的光學(xué)指數(shù)匹配以進(jìn)行TE和TM偏振的方法可使用一個(gè)三部分波形板設(shè)計(jì)—下層、雙折射區(qū)域和外涂層并結(jié)合使用一個(gè)抗反射設(shè)計(jì)。
光柵下方的層可用于通過光柵來修改背反射振幅以進(jìn)行TE和TM偏振。對(duì)于在進(jìn)行TE和TM偏振的折射指數(shù)之間具有較小差異的波形板設(shè)計(jì)而言，光柵下方的層可提供能為兩種偏振而從所述波形板消除大多數(shù)背反射的充分的反射振幅。
通過考慮TE和TM反射(從光柵底部)所獲得的不同相位，所述光柵區(qū)域可用于整個(gè)波形板ARC設(shè)計(jì)中。對(duì)于一個(gè)固定延遲而言，用于TE和TM偏振的相位可固定，但卻不同。這些相位可用于計(jì)算已通過光柵區(qū)域而傳播回來之后自光柵底部的TE和TM反射場(chǎng)。
光柵頂部上的層(外涂層)可用于調(diào)節(jié)來自所述光柵區(qū)域頂部的經(jīng)反射的TE和TM振幅。對(duì)于在進(jìn)行TE和TM偏振的折射指數(shù)之間具有較小差異的波形板設(shè)計(jì)而言，光柵頂部上的層可提供能為兩種偏振而從所述波形板消除大多數(shù)背反射的足夠的反射振幅。
為達(dá)到最大背反射消除(穿過所述波形板的最大透射)以進(jìn)行一般形狀雙折射波形板的TE和TM偏振，可使用并最優(yōu)化所有三個(gè)區(qū)域，即光柵層下方、光柵層和光柵層上方?？稍谝粋€(gè)晶圓上以二維陣列或像素陣列來建置所述波形板。所述陣列可由周期性交替具有不同延遲(不同波形板)或不同主軸取向的區(qū)域而制成。所述區(qū)域的大小取決于激光束的大小和應(yīng)用。鄰近區(qū)域可具有相同或不同的大小。鄰近區(qū)域可具有不同的光柵周期或不同的光柵深度，或可由不同材料而制得。所述陣列可由交替波形板和其它晶圓制得的光學(xué)組件制成，所述光學(xué)組件可以是諸如(但不限于)分束器、偏振器、反射鏡或僅為不具有光學(xué)功能(對(duì)光束進(jìn)行透射而不改變振幅或相位)的透明區(qū)域。另外，可提供創(chuàng)建具有堆疊和線性調(diào)頻作用的三維指數(shù)梯度結(jié)構(gòu)的能力。
現(xiàn)在參看圖1A，其展示了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的雙折射裝置100。雙折射裝置100可包括基底110、頂蓋120和一個(gè)大體上被夾在其中間的次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)130。
次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)130可包括多個(gè)次波長(zhǎng)元件，每個(gè)次波長(zhǎng)元件的寬為FG并且高為t130。另外，如相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所了解，所述元件的尺寸可為普通的尺寸或可改變或可被線性調(diào)頻。次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)130具有周期為XG的次波長(zhǎng)元件。次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)130可具有一個(gè)比裝置100所使用的輻射波長(zhǎng)小數(shù)倍的周期。所述周期大小可將零階或大體較小的衍射提供到更高階，且因此可以零階使用次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)130。另外，可使用其它大小的周期，從而由于將一小部分光連接成除所要零階之外的階而導(dǎo)致可能使效率降低。也可以改變或線性調(diào)頻這些其它大小的周期。如在圖1B中可見，可使用交替折射率。例如，具有折射指數(shù)nF的更高指數(shù)材料136可置于大體上鄰近于一個(gè)具有折射指數(shù)n0的更低指數(shù)材料134，從而分別創(chuàng)建具有相對(duì)高指數(shù)及低指數(shù)的交替區(qū)域。例如，較高指數(shù)材料136大體上可為氮化硅或硅，使得折射指數(shù)nF在1550nm處約等于1.9和3.6。較低指數(shù)材料可為空氣，使得折射指數(shù)n0約等于1。僅舉非限制性實(shí)例，較高指數(shù)材料136可具有比較低指數(shù)材料134的折射指數(shù)大數(shù)倍(諸如兩倍或三倍)的折射指數(shù)。所述較低指數(shù)材料大體上也可以是空氣，使得折射指數(shù)n0約等于1。次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)130的填充率(表示為FG/XG)可被定義為兩個(gè)折射指數(shù)元件中較高一者的指數(shù)區(qū)的寬度在所述周期到整個(gè)周期內(nèi)的比率。
此波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)130可生長(zhǎng)于或沉積于基底110或頂蓋120上。僅為了討論起見，雖然頂蓋120可替代地用作一個(gè)用于形成結(jié)構(gòu)130的基板，但是將使用基底110。使用任一適當(dāng)?shù)膹?fù)制過程(諸如，平版印刷過程)可將次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)130形成于基底110中或其上。例如，可以有效使用與標(biāo)題為NANOIMPRINT LITHOGRAPHY的美國(guó)專利第5,772,905號(hào)中所揭示的內(nèi)容相一致的萘米壓印平版印刷，所述專利的全部揭示內(nèi)容在此以引用的方式如同全文闡述般并入本文中。其中教示了一種用于創(chuàng)建次波長(zhǎng)元件的平版印刷方法。僅為完整和總結(jié)的目的，可將具有至少一個(gè)突出零件的塑模(mold)按壓入一種被應(yīng)用于基板110的熱塑性塑料中。塑模中的所述至少一個(gè)突出零件在薄膜中創(chuàng)建了至少一個(gè)相應(yīng)的凹陷。復(fù)制之后，將塑模從薄膜移除，并且處理所述薄膜使得在至少一個(gè)凹陷中的薄膜被移除，借此暴露一個(gè)可用于將圖案或裝置組蝕刻于基底110中的掩模。因此，在所述薄膜中復(fù)制塑模中的圖案，接著(例如)使用反應(yīng)離子蝕刻(RIE)或等離子蝕刻將復(fù)制到薄膜中的圖案轉(zhuǎn)移到基底110中。當(dāng)然，可利用任何一種用于將適當(dāng)結(jié)構(gòu)形成于基底110的可操作表面或就此而論的頂蓋120中或其上的適當(dāng)方法，僅舉非限制性實(shí)例，(諸如)照相平版印刷術(shù)、全像微影術(shù)或電子束平版印刷術(shù)。基底110可采取其上具有硅薄膜的二氧化硅的形式。
例如，次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)130可以通過使用液晶而包括可調(diào)折射指數(shù)區(qū)域。如相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所知，可將液晶定義為具有不同階度且因此以物質(zhì)的所有三種普通狀態(tài)(固體、液體和氣體)而存在的分子。在固態(tài)中，可存在分子的剛性排列，所述分子處于固定位置和取向，并且具有自分子振動(dòng)的很小的變化量。為維持此排列，存在將分子保持在適當(dāng)位置的很大的力，且因此固體很難變形。在液相中，所述分子可能沒有固定的位置或取向并且以無(wú)規(guī)則方式自由移動(dòng)，并且液態(tài)比固態(tài)具有更低的有序性。分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)意味著將固體保持在一起的分子間的引力現(xiàn)在僅強(qiáng)到足夠?qū)⒁簯B(tài)分子保持地適當(dāng)近地在一起。液體可能容易變形。在氣態(tài)中，增加了所述分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)以克服分子間力，且分子最終展開以填充容納其的任何容器。因此，在氣體中丟失了來源于分子緊密度的液體的有序性，且因此氣體具有比液體更低的有序性。某一區(qū)域中呈剛性排列并具有相同取向的分子的概率可用于定義在固態(tài)中最大且在氣態(tài)中最小的位置有序性和定向的有序性。三種狀態(tài)之間的差異可歸因于物質(zhì)的溫度。溫度是對(duì)分子無(wú)規(guī)則性的一個(gè)量度，且因此溫度越高存在的有序性便越低，并且增加溫度將導(dǎo)致從固體到液體且接著到氣體的轉(zhuǎn)變?？赏ㄟ^施加電壓來控制物質(zhì)的溫度。熱致液晶相發(fā)生在處于固態(tài)和液態(tài)之間的溫度范圍中的一些物質(zhì)中。在這個(gè)狀態(tài)下，所述物質(zhì)擁有液體和固體的一些特性。液晶是一種類似于液體的流體，但在其光學(xué)和電磁特征中類似于固體為各向異性。當(dāng)液晶由各向同性狀態(tài)形成時(shí)，得到了一些量的位置或取向有序性。正是此有序性說明了物質(zhì)的各向異性。液晶可適用于通過施加電壓來改變折射指數(shù)。
液晶可與所述次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)結(jié)合。例如，可將次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)蝕刻成無(wú)頂蓋。在進(jìn)行了此蝕刻過程之后，可將所述液晶安置于大體上鄰近于次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)處。液晶分子的大小可約為數(shù)毫微米。此大小以及其它特性可有助于次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)凹槽中的排列。例如，可拉長(zhǎng)液晶分子且可以沿著所述次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)凹槽的更長(zhǎng)的尺寸來取向。此取向可以使得所述液晶層相對(duì)于TE和TM場(chǎng)具有雙折射性。
如果跨過所述次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)間隙而施加電壓，那么所述場(chǎng)可垂直于分子取向，這些分子可經(jīng)歷轉(zhuǎn)動(dòng)力矩并開始旋轉(zhuǎn)，借此將其自身取向?yàn)槠叫杏谒鰣?chǎng)。當(dāng)所述液晶相對(duì)于垂直于液晶/次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)平面的傳播場(chǎng)顯示為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱時(shí)，所述液晶可具有用于TE和TM的大體上相同的指數(shù)。
如相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以此方式將各種圖案萘米壓印到基底110上或其中。所述圖案可采取帶、溝、柱狀物、圓形或孔的形式，例如，所有這些形式可具有或不具有一個(gè)共同周期，并且可具有不同的高度和寬度。例如，舉非限制性實(shí)例，帶可采取矩形凹槽的形式，或另外可采取三角形或半圓形凹槽的形式。同樣，可圖案化柱狀物(基本為孔的反面)?？梢匀我惠S的共同周期或另外通過改變一個(gè)或兩個(gè)軸的周期來圖案化此等柱狀物。可將所述柱狀物成形為(例如)升高的階、完整的半圓形或三角形。例如，也可以將所述柱狀物成形為一個(gè)軸中具有一個(gè)二次曲線且另一個(gè)軸中具有另一個(gè)二次曲線。
在形成次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)130的過程中可利用一個(gè)蝕刻終止層。在蝕刻之前可將蝕刻終止層沉積到介電材料的下方。如相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所知，通過增加以較慢速率蝕刻的一個(gè)材料層可經(jīng)常將蝕刻終止用于更精確的蝕刻。因?yàn)檩^慢的蝕刻速率，所以此蝕刻層在蝕刻過程中提供了緩沖，借此在沒有劇烈的蝕刻時(shí)間敏感性的情況下創(chuàng)建了具有合適大小的零件。通過控制零件深度，可控制所述波形板的相位延遲精確度。在形成次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)130的過程中所采用的適當(dāng)?shù)奈g刻終止可具有光學(xué)透明性，且可具有比其它所蝕刻的材料約低數(shù)倍的蝕刻時(shí)間，諸如涂覆成約為10-100nm厚的氧化鋁或二氧化鉿。蝕刻終止層也可以顯示出良好的光學(xué)特性，諸如(舉例來說)其為透明介電，并且其所涂覆的厚度可大于蝕刻終止所需的厚度，以使得蝕刻終止層的一部分變成光學(xué)設(shè)計(jì)中完整的一部分。
所述蝕刻終止可有助于達(dá)到所要的延遲。過程包括如下沉積一個(gè)蝕刻終止層；沉積一個(gè)光柵層；在介電層頂部上發(fā)展一個(gè)硬掩模；蝕刻所述光柵，其中所述蝕刻過程在蝕刻終止層處終止或減慢，借此提供一個(gè)由所述經(jīng)沉積的介電的初始厚度所定義的目標(biāo)厚度。例如，這個(gè)硬掩?？啥x一個(gè)光柵周期和填充率。
另外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，可將所述蝕刻終止層設(shè)計(jì)為基底110。所述蝕刻終止層可用于改變來自光柵底部的反射的振幅。從底部反射的場(chǎng)將通過次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)傳播回來，并且可以干擾來自頂蓋的反射。此場(chǎng)在所述波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)中所吸收的相位和振幅可導(dǎo)致消除全部背反射，借此導(dǎo)致產(chǎn)生穿過次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的經(jīng)改進(jìn)的透射。此可導(dǎo)致產(chǎn)生更高的所達(dá)到的精確度。
基底110大體上可由一種介電材料或一種金屬反射鏡形成。如相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知，介電材料可為一種是不良電導(dǎo)體但卻是靜電場(chǎng)的有效支持體的物質(zhì)，其常常包括陶瓷、云母、玻璃、塑料以及各種金屬氧化物(諸如Al2O3)。重要的是，當(dāng)以熱量的形式驅(qū)散最小能量時(shí)，介電可以支持一個(gè)靜電場(chǎng)。
基底110大體上可由多種介電中的一種或其組合形成，或可為一個(gè)金屬反射鏡。特定地說，基底110可采取(例如)二氧化硅、二氧化鉿、鋁或金的形式。例如，可將基底110形成為厚度在1nm-1um的范圍內(nèi)，諸如100nm。
例如，基底110大體上可與較高指數(shù)材料136指數(shù)匹配。另外，基底110大體上可與較低指數(shù)材料134指數(shù)匹配?；?10可具有一個(gè)與高指數(shù)材料136和較低指數(shù)材料134不同的折射指數(shù)?；?10可具有一個(gè)大體在較高指數(shù)材料136與較低指數(shù)材料134之間的折射指數(shù)。
頂蓋120大體上可由一種介電材料或金屬反射鏡形成。頂蓋120可由與基底110的材料不同的材料形成，或者可由相同材料形成。頂蓋120大體上可由多種介電中的一種或其組合形成。特定地說，頂蓋120可采取(例如)二氧化硅、二氧化鋁、二氧化鉿、鋁或金的形式。例如，可將頂蓋120形成為厚度在1nm到數(shù)微米的范圍內(nèi)，諸如100nm。
例如，頂蓋120大體上可與較高指數(shù)材料136指數(shù)匹配。另外，頂蓋120大體上可與較低指數(shù)材料134指數(shù)匹配。頂蓋120可具有一個(gè)與高指數(shù)材料136和較低指數(shù)材料134不同的折射指數(shù)。頂蓋120可具有一個(gè)大體上在較高指數(shù)材料136和較低指數(shù)材料134之間的折射指數(shù)。
可在不同位置將額外層加至所述堆疊中以提供可為所需的平面化、保護(hù)和指數(shù)匹配。這些額外層可采取外涂層的形式。所述外涂層可適用于防止劃刻并使其免受環(huán)境條件的影響。外涂層大體上可與較高指數(shù)材料136、較低指數(shù)材料134、基底110和/或頂蓋120指數(shù)匹配。
現(xiàn)在也參考圖7，其中展示了被用作雙折射波形板的圖1A的雙折射裝置。如相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將了解，入射于裝置100上的電磁輻射將遇到頂蓋120，從而產(chǎn)生所述入射電磁輻射的某一部分R120被反射并且所述入射電磁輻射的某一其它部分T120(未展示)被透射。經(jīng)透射的輻射T120接著遇到子波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)130，從而又產(chǎn)生了一個(gè)透射部分T130和一個(gè)反射部分R130。類似的是，透射部分T130入射于基底110上，借此產(chǎn)生了一個(gè)反射部分R110和一個(gè)透射部分T110。
基底110和頂蓋120的設(shè)計(jì)可使得R110和R120大約相等，且大體上異相。相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知，能量守恒定律結(jié)合上述消除產(chǎn)生了類似于防反射涂層技術(shù)中所發(fā)現(xiàn)的效果，其中大體上消除了連續(xù)反射，借此將穿過裝置100的透射輻射量最小化。
可將基底110和頂蓋120的設(shè)計(jì)并入裝置100的指數(shù)匹配的設(shè)計(jì)中。如相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所知，薄膜防反射涂層一般產(chǎn)生兩種具有不同相移的偏振狀態(tài)。當(dāng)所述差異在平面薄膜的情況下變大時(shí)，常常很難發(fā)現(xiàn)能夠使頂蓋和底部指數(shù)匹配的介電堆疊解決方案。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)130、基底110和頂蓋120之間的介面、兩個(gè)偏振方向中的每一個(gè)均可遇到不同的指數(shù)變化，并且所述反射的躍遷振幅(transited amplitude)不同。使用雙折射媒體中所獲得的不同相位可解決上述問題。
圖7的雙折射波形板也可以在外表面上具有可為所需的防反射涂層。如相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所知，防反射涂層和技術(shù)可用于降低材料邊界處的電磁損耗?，F(xiàn)在參考圖8，其中展示了穿過一個(gè)未經(jīng)補(bǔ)償?shù)乃姆种徊ㄐ伟宓拿總€(gè)偏振的透射。如可見，與TE場(chǎng)相關(guān)的透射可以從約0.94變化到1.00，而與TM場(chǎng)相關(guān)的透射可以從約0.94變化到0.95。
現(xiàn)在參看圖9，其中展示了根據(jù)圖7的裝置穿過一個(gè)防反射的未經(jīng)補(bǔ)償?shù)乃姆种徊ㄐ伟宓拿總€(gè)偏振的透射。如圖9中所見，與TE場(chǎng)和TM場(chǎng)相關(guān)的透射可以從約0.975變化到1.000。如相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，這可為對(duì)所論述的并且與圖8的裝置相關(guān)聯(lián)的透射的一個(gè)重要改進(jìn)。
對(duì)于1.4微米的目標(biāo)深度(對(duì)應(yīng)于1550nm處的1/4波)而言，可重疊TM和TE并將透射最小化?？勺顑?yōu)化頂蓋層和底層使得TM和TE場(chǎng)將具有相同透射。在所述設(shè)計(jì)中可使用傳播穿過光柵并反射出基底110的光的單程中的1/4波相和來回程中的1/2相位以最優(yōu)化頂蓋120和基底110。
如為相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所顯而易見，包括傳播穿過裝置100的兩個(gè)不同偏振分量的能量可具有一個(gè)與更高折射指數(shù)而對(duì)準(zhǔn)的分量。所述對(duì)準(zhǔn)可導(dǎo)致產(chǎn)生發(fā)生在與高折射指數(shù)對(duì)準(zhǔn)的偏振分量和與較低折射指數(shù)對(duì)準(zhǔn)的分量之間的相位差偏振。此所實(shí)現(xiàn)的相位差對(duì)應(yīng)于在裝置100中傳播的距離，例如裝置100的厚度及裝置100的雙折射率Δn，其中Δn等于nf與no之間的差別，且延遲＝Δn*傳播距離/波長(zhǎng)。
現(xiàn)在參看圖2，說明了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的圖1A裝置的不同填充率的雙折射率與折射指數(shù)之間的關(guān)系。如圖2中可見，為最大化所得雙折射率，可希望填充率約等于0.5。例如，利用為4的折射指數(shù)及約為0.5-0.8的填充率，可達(dá)到約為1.7的雙折射率。另外，對(duì)于為3的折射指數(shù)和約為0.5-0.8的填充率而言，可達(dá)到近似為1的雙折射率。對(duì)于為2的折射指數(shù)和約為0.4-0.7的填充率而言，可達(dá)到約為0.3的雙折射率。
現(xiàn)在參看圖3，其中展示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的圖1A裝置的不同填充率的延遲相關(guān)性和折射指數(shù)之間的關(guān)系。如圖3中可見，對(duì)于1550nm處的1/4波形板而言，圖證明了可達(dá)到此結(jié)果的作為更高指數(shù)材料函數(shù)的變化厚度，且將較低指數(shù)材料固定為空氣。如圖3中可見，相對(duì)于不同填充率的折射指數(shù)劃分四分之一波形板的厚度。一般而言，四分之一波形板的厚度越大，那么每單位厚度所達(dá)到的雙折射率越小。填充率的變化遵循以上關(guān)于圖2所描述的內(nèi)容。另外，可看見，折射指數(shù)越大，那么所達(dá)到的雙折射率越大。
現(xiàn)在參看圖4，其中展示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的圖1A裝置的不同折射指數(shù)的雙折射率與次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的周期之間的關(guān)系。如圖4中可見，雙折射率取決于光柵周期。
現(xiàn)在參看圖5，其中展示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的圖1A裝置的不同折射指數(shù)和周期的絕對(duì)延遲與次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)深度之間的關(guān)系。如圖5中可見，為達(dá)到在波長(zhǎng)為1.5um下的四分之一波形板，利用0.2的周期對(duì)于由Si和空氣制成的裝置100而言可需要約為0.4微米的光柵深度、對(duì)于由Si3N4和空氣制成的裝置100而言可需要約為1.4微米的光柵深度或?qū)τ谟蒘iO2和空氣制成的裝置100而言可需要約為6.2微米的光柵深度。
現(xiàn)在參看圖6，其中展示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的堆疊波形板600。堆疊波形板600可包括一個(gè)基底110、一個(gè)頂蓋120和一個(gè)大體上位于其間的次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)130，其中的每一者均在上文進(jìn)行了詳細(xì)的論述。堆疊波形板600可進(jìn)一步包括一個(gè)第二次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)130′和一個(gè)第二頂蓋120′，借此以一種堆疊關(guān)系配置而成，從而創(chuàng)建了一個(gè)多層堆疊波形板。所述第二層可將第一層頂蓋120用作基底110′，或者另外其也可以包括一個(gè)大體上鄰近于頂蓋120而堆疊的基底110′(未展示)。如圖6中所示，可類似地增加一個(gè)第三層次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)。所述第三層可包括一個(gè)第三次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)130″和一個(gè)第三頂蓋120″。如所述第二層和第一層之間的情形，所述第三層可將第二層頂蓋120′用作基底110″，或另外其也可以包括一個(gè)大體上鄰近于頂蓋120′而堆疊的基底110″(未展示)。盡管圖6證明了使用呈一個(gè)堆疊構(gòu)型的三層雙折射裝置，但可以使用任意數(shù)量的層，諸如兩層或三層以上。類似地，盡管利用了多層頂蓋、基底和次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，但每一者無(wú)需分別與任意其它頂蓋、基底或次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)相同。另外，次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)130、130′和130″(和任意其它未展示的額外次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)130n)無(wú)需(但可以)相對(duì)于彼此而共同對(duì)準(zhǔn)或由相同材料制成。另外，次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)130、130′和130″可相對(duì)于彼此而旋轉(zhuǎn)，例如次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)可相對(duì)于次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)130′旋轉(zhuǎn)90度。除增強(qiáng)的光學(xué)特性外(諸如能夠最優(yōu)化所要雙折射率)，所述設(shè)計(jì)可產(chǎn)生所要的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。如相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所了解，經(jīng)堆疊的延遲區(qū)域可具有不同的雙折射率。例如，總的雙折射率可以隨著堆疊層的增加而減少。這可以產(chǎn)生一個(gè)雙折射率梯度，因?yàn)樵黾涌蓾u進(jìn)或不連續(xù)。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)方面，可利用對(duì)所述折射指數(shù)的三維控制來創(chuàng)建三維定制雙折射結(jié)構(gòu)。所述定制可允許將多個(gè)離散組件集成為一個(gè)單晶片。
現(xiàn)在也參看圖6A，其中展示了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的圖1A的雙折射裝置的傾斜堆疊。類似于圖6中所示的結(jié)構(gòu)，堆疊波形板650可包括一個(gè)基底110、一個(gè)頂蓋120和一個(gè)大體上位于其間的次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)130，其中的每一者均在上文進(jìn)行了詳細(xì)的論述。類似地，可包括隨后的層。如在圖6A中可見，至少一層次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)130可相對(duì)于基底110、頂蓋120或其它次波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)130而傾斜。所述傾斜可提供圖6的裝置中未發(fā)現(xiàn)的額外設(shè)計(jì)能力。
現(xiàn)在參看圖10A，其中展示了一個(gè)像素排列好的雙折射裝置1000。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，裝置1000可包括一個(gè)適用于替換圖1B中所示的如裝置100中所使用的柵格的二維像素結(jié)構(gòu)。裝置1000可包括具有不同主軸取向的像素區(qū)域1010，諸如如所示的柵格。如圖10C中可見，如果沒有明確控制像素取向，那么多個(gè)任意取向可產(chǎn)生—稍稍隨機(jī)的結(jié)果。具有比接著傳播波長(zhǎng)小的像素的結(jié)構(gòu)可用于光束消偏振器。另一方面，如果希望某些像素取向，那么可對(duì)其進(jìn)行配置借此以每個(gè)不同像素來區(qū)域化光學(xué)特性。在所述構(gòu)型中，每個(gè)像素可光學(xué)上不同地起反應(yīng)。具有超過光束直徑的像素的結(jié)構(gòu)可用于強(qiáng)加平行傳播光束的不同相位信息，例如其可為光學(xué)功能集成提供標(biāo)準(zhǔn)件。圖10B中可見不同像素取向。如在圖10B中可見，可存在一個(gè)垂直取向、一個(gè)水平取向、一個(gè)45度順時(shí)針取向或一個(gè)45度逆時(shí)針取向。盡管已將這四種取向展示為實(shí)例，但是也可以配置其它取向，諸如任意角度的旋轉(zhuǎn)。
操作上，每個(gè)像素均表示一個(gè)不同的光學(xué)性能，借此產(chǎn)生了能夠具有一個(gè)像素或位置上不同的雙折射裝置的能力。另外，通過使用這些局部化像素區(qū)域，可修整所述雙折射率以適合于特殊需要和性能。
可使用光掩模來制造像素化陣列以遮蔽區(qū)域，同時(shí)將其它區(qū)域保持為曝露狀態(tài)以進(jìn)行圖案化。所述過程可與垂直層的生長(zhǎng)結(jié)合?？梢允褂闷桨嬗∷⑿g(shù)(諸如接觸或照相平版印刷術(shù)或直接電子束平版印刷)來對(duì)所曝露的區(qū)域進(jìn)行圖案化。
所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在不背離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可實(shí)施本發(fā)明的很多修改和變化。因此，如果本發(fā)明的修改和變化在上述權(quán)利要求書及其均等物的范圍內(nèi)，那么本發(fā)明意欲覆蓋所述修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種具有小于約10微米的大體上均勻厚度的雙折射裝置，其適用于傳播入射輻射并且可適用于在約為一個(gè)中心波長(zhǎng)的波長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行操作，所述裝置包含一個(gè)基底基板；一個(gè)交替折射指數(shù)的周期性指數(shù)區(qū)域?qū)?，其貼于所述基底基板的第一表面，所述層具有小于所述中心波長(zhǎng)的周期性；和一個(gè)頂蓋基板，其設(shè)置于大體上鄰近于在所述基底基板的遠(yuǎn)側(cè)的所述層，其中所述裝置適用于產(chǎn)生在0與2π相位之間的任意相位延遲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述基底基板包括至少一種具有旋光性的材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述基底基板包含一個(gè)金屬反射鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述基底基板包含至少一種介電材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述頂蓋基板包括至少一種具有旋光性的材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述頂蓋基板包含一個(gè)金屬反射鏡。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述頂蓋基板包含一種介電材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述交替折射指數(shù)的周期性指數(shù)區(qū)域?qū)影ㄟm合用作一種高指數(shù)材料的交替介電帶和適合用作一種低指數(shù)材料的氣隙。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述周期性指數(shù)區(qū)域?qū)影ㄖ辽僖粋€(gè)具有可調(diào)指數(shù)的區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述至少一個(gè)區(qū)域包括液晶。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述至少一個(gè)區(qū)域大體上與所述周期區(qū)域的所述結(jié)構(gòu)對(duì)準(zhǔn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述液晶適用于通過施加一電壓來調(diào)諧。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述基底基板、所述頂蓋基板和具有所述高折射指數(shù)的所述層大體上指數(shù)匹配。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包含一個(gè)外涂層。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述外涂層適用于保護(hù)所述裝置以免受到曝光環(huán)境和劃刻中的至少一者的影響。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述外涂層與所述基底基板和所述頂蓋基板中的至少一者指數(shù)匹配。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述周期性指數(shù)區(qū)域?qū)影ㄒ粋€(gè)至少為所述低折射指數(shù)兩倍的高折射指數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述周期性指數(shù)區(qū)域?qū)影ㄒ粋€(gè)至少為所述低折射指數(shù)三倍的高折射指數(shù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述基底基板、所述周期性指數(shù)區(qū)域?qū)雍退鲰斏w基板中的至少一者經(jīng)設(shè)計(jì)以修改入射于所述裝置上的所述電磁輻射的所述背反射部分。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述基底基板、所述周期性指數(shù)區(qū)域?qū)雍退鲰斏w基板經(jīng)設(shè)計(jì)以使得大體上消除了所述入射輻射的所述背反射部分。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其中大體上消除包含小于所述入射輻射的約5％的總反射。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其中大體上消除包含小于所述入射輻射的約2.5％的總反射。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其中大體上消除是指小于所述入射輻射的約1％的總反射。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包含位于在所述周期性指數(shù)區(qū)域?qū)舆h(yuǎn)側(cè)的所述基底基板上的至少一個(gè)防反射涂層。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，進(jìn)一步包含位于在所述周期性區(qū)域?qū)舆h(yuǎn)側(cè)的所述頂蓋基板上的至少一個(gè)防反射涂層。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述交替折射指數(shù)在至少一維中交替。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述交替折射指數(shù)在至少二維中交替。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包含至少一個(gè)交替高和低折射指數(shù)的第二周期性指數(shù)區(qū)域?qū)?，其貼于位于所述周期性指數(shù)區(qū)域?qū)舆h(yuǎn)側(cè)的所述頂蓋基板的一個(gè)表面，所述第二層具有小于所述中心波長(zhǎng)的周期性；和至少一個(gè)第二頂蓋基板，其設(shè)置于大體上鄰近于位于所述頂蓋基板遠(yuǎn)側(cè)的所述第二層。
29.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述周期性指數(shù)區(qū)域?qū)颖淮篌w上像素化，并且其適用于選擇性地將至少一個(gè)給定像素定向至至少一個(gè)優(yōu)選取向。
30.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包含至少一個(gè)蝕刻終止，其安置于大體上鄰近于所述基底基板，并且其適用于控制所述周期性指數(shù)區(qū)域?qū)拥男纬伞?br> 全文摘要
本發(fā)明揭示了一種具有小于約10微米的大體上均勻的厚度并且適用于在約為中心波長(zhǎng)的波長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行操作的雙折射裝置。所述裝置包括一個(gè)基底基板；一個(gè)交替折射指數(shù)的周期性指數(shù)區(qū)域?qū)?，其貼于所述基底基板的第一表面，和一個(gè)頂蓋基板，其設(shè)置于大體上鄰近于在所述基底基板的遠(yuǎn)側(cè)的層。所述周期性指數(shù)區(qū)域?qū)泳哂行∮谥行牟ㄩL(zhǎng)的周期性。所述裝置適用于產(chǎn)生在0π與2π相位之間的任意相位延遲。
文檔編號(hào)G02B5/18GK1692291SQ03823137
公開日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2003年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月1日
發(fā)明者安格·尼科洛夫, 王建, 鄧學(xué)工, 張偉, 格列格·布隆德爾 申請(qǐng)人:納諾普托公司