[發明專利]具有金屬性結構的光電裝置

有效

• 申請號: 201410201260.5
• 申請日: 2014-05-13
• 公開（公告）號: CN104155757B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 陳寬任
• 申請（專利權）人: 陳寬任
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G02B27/28
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司11006
• 代理人: 徐金國

技術領域

本發明是有關于一種具有金屬性結構的光電裝置，且特別是有關于一種用以對電磁波進行濾波和/或偏極化的具有金屬性結構的光電裝置。

背景技術

對特定頻率光譜的電磁波進行濾波或偏極化是電磁波的基本操作。能夠進行彩色濾光或偏極化的材料和裝置提供了光電系統中重要的功能，其常成為光電系統的關鍵組件，以進行科學、工程、工業上、消費者、國防和許多其他應用。對這些應用而言，峰值穿透效率和有效地縮小穿透光譜是相當重要的因子。

已知技術所使用的材料大多為能與電磁波產生交互作用的介電材料，如染料、有機材料、塑膠材料等，其經常是以薄膜的型式呈現。數十年前已發現到多層不同金屬線網的組合具有過濾微波頻率范圍的電磁波的功能，其最近進步至可過濾紅外線頻率范圍的電磁波。

近來，科學家有發現到透過金屬膜片中的次波長(Subwavelength)孔洞可加強電磁波的穿透率。雖然穿過孔洞的電磁波的強度大于入射至孔洞區域的電磁波的強度，但電磁波的總穿透強度僅是入射電磁波的一小部分(例如：小于10％的穿透率)而已。造成此現象的部分原因是由于孔洞的總面積遠小于入射電磁波所照射到的總面積。

發明內容

因此，本發明的一目的就是在提供一種具有金屬性結構的光電裝置，以增加特定電磁波的穿透率或有效地偏極化電磁波。

根據本發明的上述目的，提供一種具有金屬性結構的光電裝置，用以對一電磁波進行濾波和/或偏極化。此光電裝置包含：可透光介質和金屬性結構。此金屬性結構是設置于可透光介質中或上，并由至少一個金屬性單元排列而成，每一個金屬性單元包含：至少三個金屬性塊。這些金屬性塊的質心構成有一多邊形，電磁波是入射至金屬性塊上與金屬性塊之間，電磁波穿過金屬性結構后具一穿透率對波長的分布曲線。此穿透率對波長的分布曲線具有至少一穿透率峰值(Peak)，至少一個穿透率峰值是一對一地分別對應至至少一個波長，多邊形的面積A小于或等于λ²，多邊形的最小邊長d_min小于或等于λ，每一個金屬性塊的一平均寬度W滿足下列關系：0.01λ＜W<d_min，其中λ代表至少一個波長的其中一者。

根據本發明的又一實施例，每一個前述的金屬性塊的平均寬度W與長度L滿足下列關系：W＜L＜2λ。

所述的光電裝置，前述的多邊形的最大邊長d_max小于或等于2λ。

根據本發明的又一實施例，前述的光電裝置還包含：至少一個輔助金屬性塊，其是設置于可透光介質中或上，及前述的金屬性塊之間。

根據本發明的又一實施例，前述的輔助金屬性塊朝電磁波的入射方向的截面形狀為多邊形、圓形、橢圓形或其組合。

根據本發明的又一實施例，前述的輔助金屬性塊朝電磁波的入射方向的截面積對多邊形的面積的比值是小于或等于50％。

根據本發明的又一實施例，前述的輔助金屬性塊是緊貼于前述的金屬性塊的其中一者。

根據本發明的又一實施例，前述的金屬性單元為一紅光濾波器、一綠光濾波器、一藍光濾波器、一紅外線濾波器或其組合。

根據本發明的又一實施例，前述的電磁波包含一范圍波長，此范圍波長是實質介于0.1微米至12微米之間。

根據本發明的又一實施例，前述的λ是對應至前述的穿透率峰值中的第一穿透率峰值，第一穿透率峰值是大于20％，而第一穿透率峰值與70％的第一穿透率峰值間所對應的光譜半寬度是小于2λ/3。

根據本發明的又一實施例，前述的λ是對應至前述的穿透率峰值中的第一穿透率峰值，第一穿透率峰值是大于50％，而第一穿透率峰值與70％的第一穿透率峰值間所對應的光譜半寬度是小于λ/2。

根據本發明的又一實施例，前述的金屬性單元的數目大于1，而這些金屬性單元是相互緊鄰。

根據本發明的又一實施例，前述的金屬性塊不同時接觸。

根據本發明的又一實施例，前述的金屬性塊同時接觸。

根據本發明的又一實施例，前述的金屬性塊朝電磁波的入射方向的截面形狀為多邊形、圓形、橢圓形或其組合。

因此，應用本發明的上述實施例，可增加電磁波的穿透率或有效地偏極化電磁波。

附圖說明

為了能夠對本發明的觀點有較佳的理解，請參照上述的詳細說明并配合相應的附圖。要強調的是，根據工業的標準常規，附圖中的各種特征并未依比例繪示。事實上，為清楚說明上述實施例，可任意地放大或縮小各種特征的尺寸。相關附圖內容說明如下。