[發(fā)明專利]相移器件以及包括該相移器件的色差光學(xué)器件

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910579002.3
• 申請(qǐng)日: 2019-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111323863A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李政燁;金梨香;辛鍾和;梁基延;金容誠(chéng);金材官;李昌承;N.韓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三星電子株式會(huì)社;韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院
• 主分類號(hào): G02B5/30
• 分類號(hào): G02B5/30;G02B5/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 王新華

提供一種相移器件以及包括該相移器件的色差光學(xué)器件，該相移器件包括：多個(gè)金屬層和多個(gè)第一電介質(zhì)層，所述多個(gè)金屬層中的金屬層和所述多個(gè)第一電介質(zhì)層中的第一電介質(zhì)層在第一方向上交替地堆疊；以及第二電介質(zhì)層，在第二方向上設(shè)置在堆疊結(jié)構(gòu)的側(cè)表面上，其中第一電介質(zhì)層包括具有第一介電常數(shù)的第一材料，第二電介質(zhì)層包括具有第二介電常數(shù)的第二材料，并且其中第二介電常數(shù)大于第一介電常數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)的示例實(shí)施方式涉及一種相移器件，更具體地，涉及一種在寬的波長(zhǎng)帶中具有基本上恒定的折射率的包括金屬-電介質(zhì)復(fù)合結(jié)構(gòu)的相移器件。

背景技術(shù)

可以提供通過(guò)使用具有比光的波長(zhǎng)小的尺寸的電介質(zhì)結(jié)構(gòu)的陣列而具有在自然不能被發(fā)現(xiàn)的獨(dú)特電和光性質(zhì)的光學(xué)器件。例如，通過(guò)使用這樣的光學(xué)性質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)具有非常小的厚度和小尺寸的透鏡、光束偏轉(zhuǎn)器、全息元件等。

然而，具有尺寸小于光的波長(zhǎng)的電介質(zhì)結(jié)構(gòu)的陣列的光學(xué)器件通常具有波長(zhǎng)依賴性。因此，僅在相對(duì)窄的波長(zhǎng)帶中可以獲得期望的光學(xué)性質(zhì)。例如，由于使用這樣的光學(xué)特性的透鏡具有相對(duì)大的色差(chromatic aberration)，所以用于補(bǔ)償色差的單獨(dú)的光學(xué)構(gòu)件與透鏡一起使用。

此外，為了制造這樣的光學(xué)器件，使用在對(duì)應(yīng)光的波長(zhǎng)下具有高折射率的材料。例如，具有至少3.5的折射率的硅(Si)主要用于1550nm的波長(zhǎng)的紅外波段。然而，在自然中不存在在可見(jiàn)光或近紅外區(qū)域中保持高折射率和恒定折射率的單一材料。

發(fā)明內(nèi)容

一個(gè)或更多個(gè)示例實(shí)施方式提供一種在寬的波長(zhǎng)帶中具有基本上恒定的折射率的包括金屬-電介質(zhì)復(fù)合結(jié)構(gòu)的相移器件。

另外的方面將在下面的描述中部分地闡述，并將部分地從該描述變得明顯，或者可以通過(guò)示例實(shí)施方式的實(shí)踐而掌握。

根據(jù)一示例實(shí)施方式的一方面，提供一種相移器件，該相移器件包括：堆疊結(jié)構(gòu)，包括金屬層和第一電介質(zhì)層，金屬層和第一電介質(zhì)層在第一方向上交替地堆疊；和第二電介質(zhì)層，設(shè)置在堆疊結(jié)構(gòu)在第二方向上的側(cè)表面上，其中第一電介質(zhì)層包括具有第一介電常數(shù)的第一材料，第二電介質(zhì)層包括具有第二介電常數(shù)的第二材料，其中第二介電常數(shù)大于第一介電常數(shù)。

堆疊結(jié)構(gòu)可以包括至少兩個(gè)金屬層，其中第一電介質(zhì)層可以設(shè)置在所述至少兩個(gè)金屬層中的兩個(gè)相鄰的金屬層之間。

相移器件還可以包括設(shè)置在堆疊結(jié)構(gòu)的所述側(cè)表面與第二電介質(zhì)層之間的氧化物層。

堆疊結(jié)構(gòu)的寬度與第二電介質(zhì)層的寬度之和可以小于入射光的波長(zhǎng)。

堆疊結(jié)構(gòu)的寬度與第二電介質(zhì)層的寬度之和可以小于入射光的波長(zhǎng)的1/3。

堆疊結(jié)構(gòu)的寬度可以等于或大于第二電介質(zhì)層的寬度。

相移器件可以包括多個(gè)所述堆疊結(jié)構(gòu)和設(shè)置在所述多個(gè)堆疊結(jié)構(gòu)之間的多個(gè)所述第二電介質(zhì)層。

所述多個(gè)堆疊結(jié)構(gòu)中的每個(gè)和所述多個(gè)第二電介質(zhì)層中的每個(gè)可以在第三方向上延伸，并且所述多個(gè)堆疊結(jié)構(gòu)和所述多個(gè)第二電介質(zhì)層可以在分別垂直于第一方向和第三方向的第二方向上交替地設(shè)置。

所述多個(gè)堆疊結(jié)構(gòu)可以包括在金屬層的寬度、金屬層的厚度和第一電介質(zhì)層的厚度中的至少一個(gè)上彼此不同的第一堆疊結(jié)構(gòu)和第二堆疊結(jié)構(gòu)。

所述多個(gè)堆疊結(jié)構(gòu)的寬度可以在第二方向上逐漸增大或減小。

相移器件可以具有基于金屬層與第一電介質(zhì)層之間的界面處的表面等離子體共振的第一共振波長(zhǎng)帶以及基于相鄰的兩個(gè)堆疊結(jié)構(gòu)的金屬層之間的磁共振的第二共振波長(zhǎng)帶，其中相移器件可以在第一共振波長(zhǎng)帶與第二共振波長(zhǎng)帶之間的波長(zhǎng)帶中具有4或更大的折射率。

相移器件可以在第一共振波長(zhǎng)帶與第二共振波長(zhǎng)帶之間的波長(zhǎng)帶內(nèi)具有0.3或更小的折射率差。