[發明專利]用于等離子體納米天線光束移相器和轉向器的裝置

在審

• 申請號: 202080012436.6
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN113383429A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 安東諾·卡拉·萊西娜;皮埃爾·西蒙·約瑟夫·貝里尼;羅拉·拉蒙諾;多米尼克·約翰·古德威爾;艾瑞克·伯尼爾
• 申請（專利權）人: 華為技術加拿大有限公司;渥太華大學
• 主分類號: H01L31/02
• 分類號: H01L31/02;B82Y20/00;G01S7/481;H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 北京龍雙利達知識產權代理有限公司 11329
• 代理人: 時林;肖鸝

提供了一種用于產生光學相位變化的像素，該像素包括透明電絕緣體；第一電導體，設置在該透明電絕緣體上，包括天線組件和連接器組件；電絕緣體，設置在該第一電導體上；透明半導體，設置在該電絕緣體上；以及第二電導體，設置在該透明半導體上。該透明半導體足夠厚，以防止該透明半導體與該第二電導體之間的界面處發生等離子體共振。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2019年11月25日提交的申請號為62/940,085、申請名稱為“用于等離子體納米天線光束移相器和轉向器的方法和裝置”的美國專利申請和于2020年11月23日提交的申請號為17/101,114、申請名稱為“用于等離子納米天線光束移相器和轉向器的裝置”的美國專利申請的益處和優先權，其通過引用結合在本申請中。

技術領域

本發明一般涉及光學設備和光子設備，更具體地，涉及一種能夠使光輻射的光束的相位發生偏移的納米級材料結構。

背景技術

自動駕駛汽車等車輛需要改良的傳感器來檢測其周邊環境。激光雷達是市場上潛在的傳感器技術，但是將激光雷達用于汽車市場具有挑戰性，難題在于如何將光束控制在遠離發射器的受控方向，或在于如何將光束的截獲方向控制在接收器側(即，接收器“對視”光束的方向)。一些實施方式中使用了機械運動部件，但這些部件體積大，并且車輛處于惡劣機械和熱環境下時可能不可靠。因此，在開發無運動部件的固態光束轉向器方面仍存在動機。

相控陣是由像素組成的光束反射面，每個像素都可以對電磁輻射的光束施加相移。如果像素的尺寸遠小于光束的波長，則陣列可以具有大的轉向角，而不會產生多個混疊光束。對相控陣的另一個要求是，像素只應改變光束的相位，而不應改變其幅度。光束的振幅改變會造成透射光畸變或捕獲光畸變，從而降低轉向光束的分辨率，并將雜散光引入激光雷達。理想情況下，激光雷達發射器應有一個單光束，與雜散光形成明顯對比。否則就無法可靠地照亮和區分場景中的目標對象。

為使申請人認為的已知信息與本發明可能相關，提供該背景信息。既無意于也不應解釋為上述任何信息構成了針對本發明的現有技術。

發明內容

本申請本發明涉及一種納米級設備，該設備使用等離子體共振根據施加電壓來改變入射光輻射的光束的相位，而不會顯著影響光束的振幅。通過將大量設備組合成陣列，并向該陣列各行施加電壓模式，可以控制光輻射束的不同部分經歷不同的相移，這類似于經典相控陣。

本發明實施例目的在于提供一種像素，該像素包括：透明電絕緣體(可以是基板，也可以是空氣)；第一電導體，設置在所述透明電絕緣體上，所述第一電導體包括天線組件和連接器組件；電絕緣體，設置在所述第一電導體上；透明半導體，設置在所述電絕緣體上；以及第二電導體，設置在所述透明半導體上。所述透明半導體足夠厚，以防止所述電絕緣體與所述第一電導體和所述透明半導體的界面處激發等離子體共振時，所述透明半導體與所述第二電導體之間的界面處發生等離子體共振。

在進一步或任何上述實施例中，所述透明半導體足夠厚，以防止在所述第一電導體、所述電絕緣體和所述透明半導體之間的第一組界面與所述透明半導體和所述第二電導體之間的第二組界面之間發生任何聯合等離子體共振。

在進一步或任何上述實施例中，所述第一電導體、所述電絕緣體和所述透明半導體經入射光束激發后可支持等離子體共振。

在進一步或任何上述實施例中，所述第一電導體部分或全部嵌入所述電絕緣體中。

在進一步或任何上述實施例中，所述像素包括所述透明半導體和所述第二電導體之間的第二電絕緣體。

在進一步或任何上述實施例中，所述天線組件未延伸到所述像素的邊緣，且電連接器組件與所述天線組件相交并延伸到所述像素的邊緣，以實現所述像素的外部連接。