CN1121590A - 光学调制器红外传感器及其制法，含调制器的显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明的衍射光学调制器包括：其一部分起第一电极作用的平板；在该平板上形成的隔离层；以及由许多其一部分起第二电极作用的桁条构成的光栅，桁条的两端支撑在该隔离层上。在衍射光学调制器中，通过调节加在第一和第二电极之间的电压，桁条和平板间的距离将发生变化，从而控制其衍射效率。在平板和许多桁条之间进一步提供有绝缘层。

Description

光学调制器，红外传感器及其制法， 含调制器的显示装置

本发明涉及调制光强度用的调制器及其制造方法，包括该调制器的红外传感器及其制造方法，以及包括该调制器的显示装置。

衍射光学调制器，通过利用衍射现象来对入射光的强度进行调制。传统的衍射光学调制器，例如已被公开在O.Solgaard等人的″可变形光栅光学调制器″中，参见《光学通讯》，Vol，17，No.9,1992,5,1。公开在该文章中的衍射光学调制器是通过利用光的衍射作用来对光的强度进行调制的。该调制器可通过集成电路方法以缩小的尺寸制造，以使其适合于批量生产。

公开在该文中的衍射光学调制器，包括有：硅片、在该硅片上***区域中形成的隔离层(或者氧化硅薄膜)，以及有许多细的介电桁条(或者富硅的氮化硅薄膜)构成的光栅，其两端由隔离层支撑住。在该光栅的上部表面上还提供有作为电极用的反光膜。当电压加到该反射膜和硅片之间时，使在其间产生出静电力(或者库伦力)，以使该光栅偏转。其结果是，被偏转光栅的下表面将同硅片的上部表面接触。由于提供在光栅上表面上的反射膜和提供在硅片上表面上的反射膜之间的距离是随所加电压变化的，故衍射效率也随之改变。

在传统型衍射光学调制器中，该桁条是由介电材料制做的，而且该调制器是靠在桁条上表面和基片上表面提供的两反射膜间施加电压驱动的。因此，在对长波光如红外光进行调制的情况下，上下电极之间的距离变大，以致于驱动电压需要不利地提高。此外，桁条是由氮化物薄膜形成的，因而在薄膜中会产生很强的残余拉伸应力。氮化物薄膜中的残余应力，通常差不多有1千兆帕那样大。在上述传统型实例中，桁条是由富硅的氮化物薄膜形成的，以使残余应力减小到约为200兆帕。然而，按照这种方法去减小应力，将拉伸应力减小到这样小是非常困难的，而且薄膜的均匀性将要降低。此外，隔离层是由氧化硅薄膜构成的，然后通过湿腐蚀法(W/E)除去。当光栅于漂洗之后进行干燥时，清洗液的表面张力会有害地使桁架粘附在基片表面上。为了解决这个问题，所采用的方法是，在桁条的下表面提供突起以防粘附，或者采用所谓的冻干方法，其中的桁条例如在清洗之后在纯水中冷冻，并在真空下使冷冻的纯水升华。然而，这两种方法的缺点是使生产工艺变得复杂。

本发明的衍射光学调制器，包括有：其一部分用作第一电极的平板，在该平板上形成的隔离层，以及由许多其一部分用作第二电极的桁条构成的光栅，桁条的两端支撑在隔离层之上。在该衍射光学调制器中，通过调节施加在第一及第二电极之间的电压，可以改变桁条和平板之间的距离，从而控制衍射效率，并且在平板和许多桁条之间进一步提供有绝缘层。

在一实施例中，反射薄膜是在绝缘层表面上和桁条表面上形成的。

在另一实施例中，平板是由用作第一电极的半导体构成的。

在又一实施例中，平板是由用作第一电极的导电层和支撑该导电层的绝缘基片构成的。

在又一实施例中，至少桁条的下表面是由导电材料构成的。

在又一实施例中，至少桁条的下表面是由基本上不会氧化的导电材料构成的。

在又一实施例中，隔离层是由有机材料制成的。

在又一实施例中，导电材料选自一组由Au，Pt，Ti以及NiCr合金、CuNi合金、不锈钢和导电的有机材料构成的材料。

在又一实施例中，隔离层是由与许多桁条材料相同的材料构成。

在又一实施例中，支撑在隔离层上的桁条的宽度，沿其纵向方向小于该桁条厚度的两倍。

根据本发明另一方面的衍射光学调制器，包括有：其一部分用作第一电极的平板，以及上表面和下表面；在平板上表面上形成的隔离层，以及由许多其一部分用作第二电极的桁条构成的光栅，桁条的两端支撑在隔离层之上。在该衍射光学调制器中，通过调节施加在第一和第二电极之间的电压，可以改变桁条和平板之间的距离，从而控制衍射效率。而且，由绝缘材料构成的第一个减反射膜进一步提供在该平板上表面之上，而由绝缘材料构成的第二个减反射膜进一步提供在该平板下表面之上；并且每一桁条都由用作第二电极的细束状反射膜构成；且由导电材料制造，并在细束状反射膜上形成有弹性层。

根据本发明又一方面的衍射光学调制器，包括有：其一部分用作第一电极的平板，在该平板上形成的隔离层，以及由许多其一部分用作第二电极的桁条构成的光栅，桁条的两端支撑在隔离层之上。在该衍射光学调制器中，通过调节施加在第一和第二电极之间的电压，可以改变桁条和平板之间的距离，从而控制衍射效率。而且，这许多桁条的配置方式，是使这许多桁条和平板之间的可变动距离在入射光的光轴方向上变为最小。

根据本发明又一方面的衍射光学调制器，包括有：其一部分用作第一电极的平板，在该平板上形成的隔离层，以及由许多其一部分用作第二电极的桁条构成的光栅，桁条的两端支撑在隔离层之上，在该衍射光学调制器中，通过改变施加在第一和第二电极之间的电压，可以改变桁条和平板之间的距离，从而控制衍射效率，而且这许多桁条的厚度可以调节，以使其在入射光的光轴方向上为最小。

在一实施例中，第一电极是接地的，而且电压是加在细束状反射膜上面。

在另一实施例中，弹性层是由与细束状反射膜相同的材料制成的。

根据本发明又一方面，提供一种制造衍射光学调制器的方法。该方法包括以下步骤：在平板上沉积用作隔离层的第一膜层，并在此隔离层之上沉积起桁条作用的第二膜层。按照该方法，在沉积第一膜层的步骤中，第一膜层的沉积是，当位于沉积源(用来将第一膜层所需材料提供给平板)和平板之间的屏蔽板移动时进行的，从而在相应位置改变第一膜层的厚度。

根据本发明又一方面，提供一种制造衍射光学调制器的方法。该方法包括以下步骤：在平板上沉积用作隔离层的第一膜层，并在此隔离层之上沉积起桁条作用的第二膜层。按照该方法，在沉积第二膜层的步骤中，第二膜层的沉积是，当位于沉积源(用来将第二膜层所需材料提供给平板)和平板之间的屏蔽板移动时进行的，从而在相应位置改变第二膜层的厚度。

根据本发明又一方面，提供一种制造衍射光学调制器的方法。该方法包括如下步骤：在其一部分用作一电极的平板上加工出绝缘薄膜，在该绝缘膜上沉积一层有机物薄膜，在有机物薄膜上沉积出导电的细薄膜，赋于该导电薄膜以图型，从而形成许多用作第二电极的桁条，并且通过干腐蚀法除去有机物薄膜的预定部分，从而形成用于支撑这许多桁条两端的隔离层。

根据本发明又一方面，提供一种驱动衍射光学调制器的方法。按照该方法，电压是以具有相等绝对值且极性相反的矩形波形分别施加在第一电极和第二电极上的。

根据本发明又一方面提供的红外传感器，包括有会聚红外光用的透镜和热电元件。在该红外传感器中，衍射光学调制器进一步被提供用于接收该透镜会聚的红外光并将其至少一部分输出给热电元件。该衍射光学调制器包括有：其一部分用作第一电极的平板，在该平板上形成的隔离层，以及由许多其一部分用作第二电极的桁条构成的光栅，桁条的两端支撑在隔离层之上。在此红外传感器中，通过调节施加在第一和第二电极之间的电压，可以改变桁条和平板之间的距离，从而控制衍射光学调制器的衍射效率。

在一实施例中，红外传感器进一步包括：与热电元件相连的信号放大器，用于将由热电元件接收的表示红外光大小的电信号输出：以及与衍射光学调制器的第一及第二电极和信号放大器及热电元件相连的许多电极引线，这些电极引线从密封外壳底面上向外伸出。

在另一实施例中，红外传感器进一步包括，用由支撑热电元件和信号放大器的支撑板。

在又一实施例中，至少许多电极引线之一伸到密封外壳内部，而且至少有一根电极引线支承该支撑板。

在又一实施例中，红外传感器进一步包括，位于热电元件和衍射光学元件之间并且接地的屏蔽罩。

在又一实施例中，衍射光学调制器相对于密封外壳上表面具有45°或者更小的倾斜角(θ_t)。

在又一实施例中，倾斜角(θ_t)为25°或者更小。

在又一实施例中，支撑板是倾斜放置的，以使相对于该平板主平面的法线与透镜光轴不平行。

在又一实施例中，衍射光学调制器的配置，是使只有被光栅衍射的零级衍射光能够入射在热电元件上，而且零级以外的衍射光都不入射在热电元件上。

在又一实施列中，零级衍射光的大小，是根据桁条和衍射光学调制器平板之间距离的变化而变化的。

在又一实施例中，带有开口的密封外壳中包括衍光学调制器和热电元件。

在又一实施例中，提供有会聚红外光用的透镜，以便遮盖密封外壳的开口。

在又一实施例中，密封外壳包括有：用于支承透镜的上表面，与上表面平行的下表面，以及用于支承衍射光学调制器的倾斜件，以使衍射光学调制器能以倾斜角(θ_t)相对下表面倾斜，且衍射光学调制器装在此倾斜件上面。

在又一实施例中，会聚红外光用的透镜是衍射透镜。

在又一实施例中，会聚红外光用的透镜是有与透镜的相位调制相应的波纹形结构，而且是由选自Si，Ge，GaAs，InP，GaP，ZnSe，ZnS一组的材料制成的。

在又一实施例中，光栅的周期为红外光波长的七倍或者更高。

在又一实施例中，许多桁条的配置，是使光栅的可变动距离在入射红外光的光轴方向上变为最小。

在又一实施例中，许多桁条的厚度是可调的，以便在入射红外光的光轴方向上为最小。

在又一实施例中，衍射光学调制器的配置，是使平行于平板主平面且垂直于桁条的方向与透镜的光轴垂直。

在又一实施例中，桁条的可变动距离被设置为λ/(4cosθ)，其中λ为红外光的波长，θ为相对于衍射光学调制器平板主平面的法线和透镜光轴之间形成的角度。

在又一实施例中，桁条的厚度被设置为λ/(4cosθ)，其中λ为红外光的波长，θ为相对于衍射光学调制器平板主平面的法线和透镜光轴之间形成的角度。

在又一实施例中，衍射光学调制器和桁条之间配备有绝缘层。

在又一实施例中，衍射光学调制器的桁条是由导电材料构成的。

根据本发明又一方面的红外传感器，包括有：用于输出至少一部分入射的红外光的衍射光学调制器，透镜和热电元件。在该红外传感器中，由透镜将由衍射光学调制器输出的红外光会聚在热电元件上，而且衍射光学调制器包括：其一部分用作第一电极的平板，在该平板上形成的隔离层，以及由许多其一部分用作第二电极的桁条构成的光栅，桁条的两端支承在隔离层之上。在该红外传感器中，通过调节施加在第一和第二电极之间的电压，可以改变桁条和平板间的距离，从而控制衍射光学调制器的衍射效率。

在一实施例中，红外传感器进一步还包括：与热电元件相连的信号放大器，用于输出一个表示由热电元件接收的红外光大小的电信号；以及许多与衍射光学调制器的第一及第二电极和信号放大器及热电元件相连的电极引线，这些电极引线都由密封外壳的底面的向外伸出。

在另一实施例中，带有开口的密封外壳中，包括有衍射光学调制器、热电元件和透镜。

在又一实施例中，提供有红外波长滤光片，以便遮盖密封外壳的开口。

在又一实施例中，红外传感器进一步包括，为开口配备的开口控制机构。

根据本发明又一方面，提供一种制造红外传感器的方法。该红外传感器包括，用于会聚红外光的透镜，热电元件，以及用于接收透镜会聚的红外光并将至少一部分红外光输出给热电元件的衍射光学调制器。制造该衍射光学调制器的方法包括如下步骤：在平板上沉积出用作隔离层的第一层膜，并在隔离层上面沉积出用作栅条的第二层膜。按照这种方法，在沉积第一层膜的步骤中，第一层膜的沉积是，当位于沉积源(用于将第一膜层材料提供给平板)和平板之间的屏蔽板移动时进行的，从而在相应部位改变第一层膜的厚度。

根据本发明的又一方面，提供一种制造红外传感器的方法。该红外传感器包括，用于会聚红外光的透镜，热电元件，以及用于接收透镜会聚的红外光并将至少一部分红外光输出给热电元件的衍射光学调制器。制造该衍射光学调制器的方法包括如下步骤：在平板上沉积出用作隔离层的第一层膜，并在隔离层上面沉积出用作衍条的第二层膜。按照这种方法，在沉积第二层膜的步骤中，第二层膜的沉积是，当位于沉积源(用于将第二膜层材料提供给平板)和平板之间的屏蔽板移动时进行的，从而在相应部位改变第二层膜的厚度。

根据本发明又一方面，提供一种制造红外传感器的方法。该红外传感器包括：用于会聚红外光的透镜，热电元件，以及用于接收透镜会聚的红外光并将至少一部分红外光输出给热电元件的衍射光学调制器。制造该衍射光学调制器的方法包括如下步骤：在其一部分用作第一电极的平板上形成绝缘薄膜，在该绝缘薄膜上面沉积一层有机物薄膜，在该有机物薄膜上面沉积出导电的细薄膜，赋于该导电细薄膜以图型，从而形成许多用作第二电极的桁条，并且通过干腐蚀法除去有机物薄膜的预定部分，从而形成用于支撑这许多桁条两端的隔离层。

根据本发明的又一方面，提供一种显示装置。该显示装置包括：一个光源，一个在由光源发出的光的光路上配置的衍射光学调制单元，以及一个用于使该衍射光学调制单元输出的光成象的光学元件。该衍射光学调制单元配备有衍射光栅装置，从而对衍射光栅装置的衍射效率进行控制。

在一实施例中，衍射光栅装置为反射型装置。

在另一实施例中，衍射光栅装置的栅距为光波段中心值的七倍或者更高。

在又一实施例中，衍射光学调制单元包括：按二维排列作为衍射光栅装置的许多衍射光学调制器，以及分别与许多象素对应的许多衍射光学调制器。许多衍射光学调制器中的每个调制器都包括：其一部分用作第一电极的平板，在该平板上形成的隔离层，以及由其一部分用作第二电极的许多桁条构成的光栅，桁条的两端支承在隔离层之上。衍射光学调制器，通过调节施加在第一和第二电极之间的电压而改变桁条和平板之间的间隙，从而对其衍射效率进行控制。

在又一实施例中，许多衍射光学调制器进一步还包括在平板和许多桁条之间形成的绝缘层。

在又一实施例中，在这许多衍射光学调制器的相邻调制器之间提供有用于形成相位差为光波长一半的区域。

在又一实施例中，该显示装置进一步包括：分光装置，用于将光源发出的光分成许多具有不同波段的光束。衍射光学调制单元则安装在此许多光束的每一光束的光路上。

在又一实施例中，衍射光学调制单元包括：按二维方式排列为衍射光栅装置的许多衍射光学调制器，以及分别与许多象素对应的许多衍射光学调制器。许多衍射光学调制器中的每个调制器都包括：其一部分用作第一电极的平板，在该平板上形成的支撑桁条，以及由其一部分用作第二电极的许多桁条构成的光栅，桁条的两端支撑在支撑桁条之上。支撑桁条的宽度小于许多桁条中每一桁条可变动部分的宽度。衍射光学调制器，通过调节施加在第一及第二电极之间的电压而改变桁条和平板之间的间隙，从而对其衍射效率进行控制。

因此，在此描述的本发明使得下述优点成为可能：(1)提供一种衍射光学调制器，可以较小的尺寸规格容易制造，并可以较低的电压驱动，并呈现特别好的耐久性和响应特性，以及用于制造该调制器的方法；(2)提供包括这种衍射光学调制器的红外传感器及其制造方法，以及(3)提供包括这种衍射光学调制器的显示装置。

本发明的这些以及其它一些优点，对于发领域的技术熟练人员来说，依据阅读和理解参照附图所作的以下详细描述，将变得更清楚。

图1为表示根据本发明第一实例的红外传感器基本结构的截面图；

图2为表示根据本发明第一实施例的衍射光学调制器和热电元件之间位置关系，从密封外壳上方看到的平面图；

图3A为未加电压状态下第一实例中衍射光学调制器截面图，而图3B为加电压状态下该调制器截面图；

图4为对于本发明第一实例的红外传感器，表示衍射效率和衍射光学调制器中相位移大小之间关系的曲线图；

图5为对于本发明第二实例的红外传感器，表示其衍射光学调制器基本结构的截面图；

图6为示意表示第二实例的制造方法中沉积薄膜工艺的截面图；

图7A为根据本发明第三实例的红外传感器平面图，而图7B为沿图7A中A-A′线所取的截面图；

图8A至8G为对于生产本发明第三实例的衍射光学调制器的方法步骤的截面图；

图9A为未加电压状态下，第三实例中衍射光学调制器的截面图，而图9B为加电压状态下，该调制器的截面图；

图10为对于本发明第四实例的红外传感器，其衍射光学调制器的截面图；

图11A至图11I为对于制造本发明第四实例中衍射光学调制器的方法步骤的截面图；

图12A为未加电压状态下，第四实例中衍射光学调制器的截面图，而图12B为加电压状态下，该调制器的截面图；

图13为对于本发明第五实例的红外传感器中，衍射光学调制器的截面图；

图14A至14G为对于制造本发明第五实例中衍射光学调制器的方法步骤的截面图；

图15A至15C表示加在本发明衍射光学调制器上的驱动电压的典型波形；

图16为对于本发明第六实例的红外传感器的结构和排列的透视图；

图17为根据本发明第六实例表示安装在红外传感器支撑板上的装置的基本结构的透视图；

图18为表示本发明第六实例中红外传感器基本结构的侧视图；

图19A为根据本发明第六实例的衍射光学调制器平面图，而图19B为沿图19A中A-A′所取的截面图；

图20A至20F为对于制造本发明第六实例的衍射光学调制器的方法步骤的截面图；

图21A为表示当电压断开时第六实例中衍射光学调制器如何工作的截面图，而图21B为表示当电压接通时，其如何工作的截面图；

图22A为表示第六实列的衍射光学调制器中倾斜角和桁条最佳厚度之间关系的曲线图，而图22B为表示倾斜角和驱动电压增大之间关系的曲线图；

图23A为第六实例的衍射光学调制器(其桁条具有被氧化的下表面)中，表示由于加电压造成的电荷状态的截面图；图23B表示在其相接触部位附近电子的运行状态；图23C表示在其相接触部位附近由于去掉所加电压造成的电荷的状态；

图24为表示谋求驱动衍射光学调制器同时强制去除其残余电荷的典型波形变化的曲线；

图25A为表示当电压接通时第六实例的衍射光学调制器中的电荷运行状态的截面图，而图25B为当电压断开时表示其电荷运行状态的截面图；

图26为表示根据本发明第七实例的红外传感器基本结构的侧面图；

图27A为根据本发明第八实例的衍射光学调制器的平面图，而图27B为沿图27A中A-A′线所取的截面图；

图28A至28E为沿图27A中A-A′线所取的截面图，表示用于制造本发明第八实例的衍射光学调制器的方法的各个步骤；

图29A至29E为沿图27A中B-B′线所取的截面图，表示用于制造本发明第八实例的衍射光学调制器的方法的各个步骤；

图30为表示根据本发明第九实例的红外传感器基本结构的侧视图；

图31为根据本发明第十实例的衍射光学调制器的截面图；

图32A至32F为表示用于生产本发明第十实例的衍射光学调制器的方法的各步骤截面图；

图33A为表示当未加电压时第十实例的衍射光学调制器如何工作的截面图，而图33B为表示当加电压时该调制器如何工作的截面图；

图34为根据本发明第十一实例的红外传感器截面图；

图35为根据本发明第十二实例的红外传感器截面图；

图36为根据本发明第十三实例的红外传感器截面图；

图37示意表示根据本发明的显示装置的工作原理；

图38示意表示根据本发明实例的显示装置的布局；

图39A为根据本发明另一实例的显示装置的透视图，而图39B为沿图39A中A-A′所取的截面图；

图40A为根据本发明又一实例的显示装置的平面图，而图40B为沿图40A中A-A′线所取的截面图。

下面，本发明参照附图通过实例加以说明。实例1

参照附图1至4，将对本发明第一实例的红外传感器进行描述。

本实例的红外传感器，包括在密封外壳开口上提供的透镜，被封闭在密封外壳中的衍射光学调制器以及热电元件。这样一种布局，使得生产微型的红外传感器成为可能。衍射光学调制器本身也可用低的电能消耗驱动，并且在寿命和响应速度方面极好。

如图1所示，用于会聚红外光的透镜，具有与透镜的相位调制相应的波纹形光栅结构。例如，该透镜为一具有3mm孔径和6mm焦距的衍射透镜8。该透镜是由许多同心的光栅环带构成的，而且这些环带中的光栅周期，是朝着其***逐渐减小的。这些光栅环带的横截面，例如具有的最大凹槽深度为3μm，是一种所谓的多级形状，例如大致具有按照四个梯级的锯齿形状。透镜8通过利用衍射现象将入射的光会聚。这种衍射透镜8是直接在硅片的反面形成的，其上沉积有起红外波长滤光片作用的薄膜，而且该透镜8设置在密封外壳5的开口上。按照这种结构，传统实例中要求的由硅制做的球面透镜不再需要了。因此，很容易地就能以较低的成本制作较小的红外传感器。

这种衍射透镜8，是通过相对于整个硅片两次进行的光刻法步骤，继之以活性离子蚀刻(RIE)工艺制造的。该方法能够同时产生出每单块硅片上多达数百至数千的透镜。作为硅的替代物，基片(或者晶片)也可以由在红外区为透明的Ge，GaAs，Inp，Gap，ZnSe或者ZnS来制做。

衍射光学调制器9，例如具有2.5mm×2.5mm的面积和0.4mm的厚度，而且在密封外壳5中相对电热元件2是倾斜的。衍射光学调制器9是一块反射的衍射光学元件，它可以通过控制施加其上的电压改变其反射率(或者零级衍射效率)。在图1及2表示的坐标系中，衍射光学调制器9具有一个以角度θ_t(例如45°)相对于透镜8的配置平面(xy平面)倾斜的配置平面(x′y平面)。其结果是，如图1所示，波长λ为10μm的会聚红外光7的光轴被衍射光学调制器9折弯例如90°，以使其零级衍射光11能够入射在位于该调制器9左方的热电元件2上。零级衍射光11按照由位于调制器9位置上的原始反射镜反射光相同的方向射出。具有弯折光路的这种光学***，其优点是能够降低密封外壳5的高度。

当电压加在此衍射光学调制器9上时，零级衍射光11消失，而且正一级的衍射光10a和负一级的衍射光10b在图2中如虚线表示的那样产生，以使这两条光10a和10b中每条光与整个光之比为0.41。然后，这两条衍射光10a和10b被会聚在热电元件2的外边。所以红外光并不入射在热电元件2上。因此，通过接通/断开加在衍射光学调制器9上的电压，可以改变入射在热电元件2上的红外光的大小，因此可以按照普通断续器同样的方式操作衍射光学调制器9。

如图2及图3A和3B所示，这种衍射光学调制器9包括：硅基片14以及由许多可以垂直运动的桁条12₁，12₂，……12N构成的光栅12。该光栅12是由SiN层16或类似层形成的，并且具有2mm的长度，L为3.5μm的厚度，以及∧为100μm的光栅周期。

SiO₂层13是作为隔离层提供在光栅12和基片14之间的。构成光栅12的每条桁条的两端均由此隔离层支承。光栅12和基片14之间的距离，例如为3.5μm。通过改变隔离层的厚度，可以调节此距离。

由Au制做的反射膜15a及15b，提供在光栅12的表面上和基片14的表面上。反射膜15a是通过隔离层13(SiO₂层)与基片14绝缘的。

在本实例中，整个平板型的Si的基片14起着第一电极的作用。反射膜15a起着第二电极的作用。通过在基片14和反射膜15a之间加电压。从而会在其间产生出静电力，并且光栅12的被支承部分在其两端附近会发生偏转，从而使光栅12进入与基片14相接触，如图3b所示。光栅12的长度被设置为大于由图2中虚线表示的光束的孔径，例如1.8mm，当会聚的红外光7被衍射光学调制器9反射时，使该光完全被调制。然而，如果此长度设置太大，那么入射在被探测区域之外其它区域的不需要的红外光，在光栅12未被利用的***区中就可能产生衍射，然后入射在热电元件2上。因此，在本实例中，光栅12的长度被设置在约比被反射光束的孔径大5-20％。

本发明已发现，光栅12的最佳厚度和间隙(可移动距离)的最佳高度取决于衍射光学调制器9的倾角θ_t；SiN层16的厚度L为λ/4cosθ_t)，例如3.5μm，其中λ为入射光的波长；而且光栅12和基片14之间间隙的高度S也为λ/4(cosθ_t)，例如3.5μm。当不加电压时，沿Z′方向由光栅12表面上的反射层15a反射的光和由基片14表面上的反射层15b反射的光之间的相位移变为2π。由于相位是精确匹配的，所以衍射光学调制器9仅起反射镜的作用，而且零级衍射光的衍射效率变为接近100％(除了反射损失之外)，以致于只有零级的衍射(或反射)光11能够产生。另一方面，当加电压时，则由反射层15a反射的光和由反射层15b反射的光之间的相移相应地分别变为π。在这种情况下，由于相位彼此是完全相反的，所以零级衍效率变为0％，而且正、负一级衍射光10a和10b分别以41％的衍射效率产生。然而，即使高度S和厚度L多少有点变化，衍射光学调制器9仍可起到断续器的作用。在由O.Solgaard等人在″可变形光栅光学调制器″一文公开的已有技术中，参见《光学通讯》，Vol，17，No.9，1992，5.1，被准直的可见光(例如具有λ为0.6328μm的光波长)被垂直入射在该装置(或衍射光学调制器)上，从而使入射光难以同反射的零级衍射光分开。此外，光栅的周期∧可以为2、3或者4μm，但光栅的宽度变为光栅周期的一半，即为1，1.5或者2μm。由于光栅的宽度太小，故此光栅难以制造。进一步说来，由于光栅的厚度或间隙的高度都非常小，例如约为0.2μm，故在其制造过程中，在沉积膜的厚度方面很可能产生误差。因此，难以按照高的生产率生产出具有极好性能的衍射光学调制器。

另一方面，根据本发明的红外传感器，利用中心波长为10μm的红外线作为入射光，使得要制造的光栅的宽度变得非常大，例如约为50μm。因而，很容易地就能实现形成光栅图案的工艺。此外，最佳的光栅厚度和最佳的间隙高度两者都变得非常大，例如约3.5μm，打算沉积的薄膜厚度也能得到非常满意地控制。并且，通常在薄膜中容易产生的颗粒和细的不平整度，当入射可见光时会给出不利的影响，例如使光散射。然而，本发明的红外传感器，在上述任何情况下均不受影响。

在本实例中，垂直于衍射光学调制器9的纵向方向(或者x′的方向)，且处在提供有光栅的表面上的光栅向量的方向(或者y方向)，是和由透镜8会聚的红外光7的光轴(或者-Z方向)相垂的，而且衍射光学调制器9的配置平面(x′y平面)是相对透镜8的配置平面(xy平面)倾斜的。本发明已发现：通过采用这种结构，入射的会聚红外光能够令人满意地与输出的零级衍射光11分开；而且当不加电压时，零级衍射效率约为100％。

在本发明的红外传感器中，并非准直光而是会聚光入射在衍射光学调制器9上。本发明还发现：当不加电压时，沿y方向在光栅12的中心部位的桁条(例如当桁条个数为10时的桁条12₄，12₅和12₆)中，零级衍射效率大约变为100％；但是沿y′方向在光栅12***的桁条(例如桁条12₁，12₂，12₉和12₁₀)中，零级衍射效率逐渐减小，这是由于光的入射角度是倾斜的。由于同样的理由，当加电压时，在***桁条中的零级衍射效率从0％开始增大，而且可变光大小的宽度作为整体在减小。然而，正如本发明所揭露的那样，假如光栅12的周期∧为红外光波长的7倍或者更高些，即Λ/λ≥7，那么即使在光倾斜入射时，衍射效率的变化也不大，并且在本发明的红外传感器中，入射会聚光也不会产生问题。此外，在A/λ≥7的情况下，打算生产的光栅的线宽大到35μm或者更大，这种光栅很容易生产。

在本实例中，衍射光学调制器是通过利用Si基片来生产的。或者换一种方式，通过在绝缘的基片如玻璃基片上形成导电层而获得的基片，也可被使用。任何基片均可使用，只要该基片是用于支承光栅的平板形元件，且其一部分用作第一电极，以便在光栅和基片之间产生出静电力。最好是采用半导体基片，因为细的图案成形工艺如光刻技术和蚀刻技术在生产半导体器件的领域已被发现可用在生产光栅的过程中。这适用于所有以下实例。实例2

参见图5和图6，将对根据本发明第二实例的红外传感器进行描述。

第二实例的红外传感器与第一实例的红外传感器的区别，仅在于衍射光学调制器的结构。因此，以下将对衍射光学调制器的结构进行描述。

在本实例中的衍射光学调制器9′中，如图5所示，光栅12′的厚度L在相应部位是变化的。这就是说，在入射的红外光7的光轴方向上厚度L变为最小(例如厚度L₄为λ/4cosθ_t)，并且厚度向着光栅12′的***逐渐增大(L₁＞L₂＞L₃＞L₄＜L₅＜L₆＜L₇)。同样的相互关系可应用于光栅12′和基片14之间间隙的高度S方面。更准确地说，在入射的红外光7的光轴方向上光栅12′的可垂直移动距离也为最小(例如高度S为λ/4cosθ_t)，而且厚度是朝着光栅12′***逐渐增大的(S₁＞S₂＞S₃＞S₄＜S₅＜S₆＜S₇)。在图5中，衍射光学调制器在光栅12′中有7个桁条。然而，光栅12′中包含的桁条数目并不局限于此。

本发明已发现，当公式L＝λ/4cosθ.cosθ_t得到满足时(其中L为光栅12′的厚度，θ为入射在光栅12′部分上的红外光7的入射角)，且当公式S＝λ/4cosθ.cosθ_t得到满足时(其中S为间隙的高度)，可以避免在不加电压时零级衍射效率的减小和加电压时零级衍射效率的增大，而且***部分中的调制效率可以大到倾斜光入射的情况。因此，即使∧/λ＜7，而且光栅的周期很小，零级衍射光11的调制效率也可以很大。如果，或者厚度L或者高度S具有最佳分布，那么调制效率就可以改善。

图5中表示的衍射光学调制器，是按照如下方式制造的。

首先在Si基片上沉积一层SiO₂薄膜13，作为第一薄膜用于限定光栅12和Si基片14之间的距离。接下去，沉积打算作光栅12第二层薄膜的SiN薄膜16。当沉积第一层薄膜时，在x′方向上伸展的细长的屏蔽板18，沿着y方向在用于沉积该薄膜的沉积源17和基片14之间运动，如图6所示。通过控制屏蔽板18沿y方向运动的速度，可以控制该薄膜的沉积大小。其结果是，SiO₂薄膜13的厚度可以控制。如果将屏蔽板18移动的速度设定为围绕中心为低，而在***则高，那么SiO₂薄膜13的厚度便可以得到如图6所示的分布。假如在沉积第二层薄膜时执行类似上述的工艺，那么SiN薄膜16的厚度分布也会象图6中表示的SiO₂薄膜那样。

随后，通过进行光刻和蚀刻工艺，便可形成图5所示的光栅。

另一方面，通过使用带有许多在x′方向上伸展的细长部分的屏蔽板18，就能很容易制造出衍射光学调制器9′的阵列。实例3

参照图7A及7B，将对本发明第三实例的红外传感器进行描述。第三实例的红外传感器与第一实例红外传感器的区别，仅在于衍射光学调制器的结构。因此，以下将对衍射光学调制器的结构进行描述。

本实例衍射光学调制器的设计，是对波长λ为10.6μm，具有θ_t为45°入射角的红外光进行调制。自不待言，可以使用具有不同结构的衍射光学调制器。

在图7A及7B中，衍射光学调制器包括有：基片21，例如本实例中为Si基片；绝缘层22；隔离层23，在本实例中由厚度λ/4cosθ_t为3.75μm的正光刻胶制成；导电薄膜24，通过沉积铝之类层以便得到3.75μm的厚度；以及通过沉积Au获得的反射膜25。

随后，参照图8A至8G，将对本实例衍射光学调制器的制造方法进行描述。

在该附图中，编号26表示用于使导电薄膜24形成图象的掩膜；27a至27b表示桁条；28a至28e表示开口；29a至29d表示上反射膜；30a至30e表示下反射膜。光栅由上反射膜29a和29d和桁条27a至27d构成。

如图8A所示，首先将Si基片21在1050°的温度下加热氧化一小时，从而在Si基片21上形成由0.1μm厚度的热氧化膜构成的绝缘层22。

接下去，如图8B所示，通过离心涂敷方法将光刻胶加到绝缘层22上，以形成隔离层23。在加上光刻胶之后，使其在160℃的温度下烘干20分钟。在本实例中，通过调节旋转器的转数和光刻胶的粘度和温度，在烘干之后将隔离层23的厚度设置为3.75μm。

然后如图8C所示，通过蒸发镀膜方法或者溅射方法，在隔离层23上沉积3.75μm厚的铝膜，以便形成导电薄膜24。

接下去，如图8O所示，将光刻胶加到导电薄膜24上面，然后曝光和显影，以形成面层26。

随后，如图8E所示，通过湿蚀刻(此后称之为W/E)将由铝构成的导电薄膜24除去(所使用的蚀刻溶液由磷酸、醋酸和硝酸组成)，从而在导电薄膜24中形成开口28a至28e以及由导电材料构成的许多桁条27a至27d。在本实例中，为了控制直径为1.8mm的入射光，桁27a至27d的长度(沿垂直于纸面方向测得的)设置为2mm。

然后，如图8F所示，通过均质干蚀刻(此后称之为D/E)将面层26和隔离层23除去。处在桁条27a至27d下面的隔离层23部分还要进行均质蚀刻，以使隔离层23仅在基片21的***部分中保留，如图8F所示，并且对桁条27a至27d的两端进行支撑。

最后如图8G所示，在基片21的上表面沉积Au，从而形成厚度为0.15μm的反射膜25。该反射膜25包括，在桁条27a至27d上形成的上反射膜29a至29d及在绝缘膜22上表面上形成的下反射膜30a至30d，以便敞开开口28a至28e。

在加工出桁条长度显著地大于其宽度的光栅的情况下，如果隔离层23是靠W/E除去的，那么在冲洗和干燥过程中产生的液体表面张力，会意外地将桁条附着在基片一侧。然而，根据本实例的制造方法，由于隔离层23是靠D/E有选择地去除的，所以粘附的问题完全被限制，而且生产率可以显著地提高。

按桁条的长度变化多大，沿着开口28a到28e的横向方向(或者图7A中的垂直方向)蚀刻隔离层23。在本发明的桁射光学调制器中，除了每个桁条27a至27d的长度设定为固定值之外，相应桁条恢复的速率在调制器被驱动时是变化的，与此同时光的衍射变得均匀。假如隔离层23是靠W/E去除的，那么处在相应桁条27a至27d之下的蚀刻剂量是流动的，而且冲洗去除蚀刻剂所需要的时间，在相应的桁条27a至27d之间稍有不同，以致于最后得到的桁条27a至27d长度在衍射光学调制器中是变化的。然而，在靠D/E法去除隔离层23的情况下，桁条27a至27d的长度几乎变为相同。

接下去参照图9a及9B，将对本实例的衍射光学调制器运转进行描述。

在图9a及9B中，编号31表示入射光，32表示零级衍射光；33a至33d表示通过均质蚀刻隔离层23而由悬浮在空气中的桁条27a至27d形成的空气层；34表示由导电薄膜24和反射膜25构成的上部电极，35a和35b表示正、负一级的衍射光。图9A表示上电极34和基片21之间未电加电压时的工作状态。上反射膜29a至29d和下反射膜30a至30e之间高度方面的差异，例如为7.5μm。

在导电薄膜24和基片21之间加正电压的状态下，桁条27a至27d和下电极(即基片21)之间形成一个由空气层33a至33d和绝缘层22构成的电容。其结果是，用作上电极的桁条27a至27d带正电荷，而基片21带负电荷。由于这些电荷之间静电吸引力的产生，所以桁条27a至27d被拉向绝缘层22，直至其与绝缘层22相接触为止，如图9B所示。在此阶段，上反射膜29a至29d表面和下反射膜30a至30e表面之间高度方面的差异，例如为3.75μm。

如从以上描述可以清楚的了解，由于本第三实例的衍射光学调制器是按照类似第一实例的方式工作的，所以第三实例的衍射光学调制器也能对波长例如10.6μm的入射光进行调制，即通过接通/断开加在导电薄膜24和基片21之间的电压进行调制。

在第三实例的衍射光学调制器中，起上电极作用的导电薄膜24和起下电极作用的基片21之间的距离，小于第一实例衍射光学调制器中的该距离，从而在其间能够产生更强的静电力。因此，本实例的调制器有利的方面在于可以较低的电压驱动。

如上所述，根据本实例的方法，隔离层是由有机物薄膜形成的，并且通过D/E去除，以致于在冲洗和干燥的过程中桁条不会附着在基片上，而且隔离层可以令人满意的可再现性均匀地除去。因而，可以形成具有相同长度的许多桁条，并可消除运行方面的变化。此外，与第一实例的衍射光学调制器相比，本实例的衍射光学调制器中，上下电极之间的间隙变小，从而使本实例的调制器可在低电压下驱动。实例4

参照图10，将对本发明第四实例的红外传感器进行描述。本实例的红外传感器与第一实例红外传感器的区别，仅在于衍射光学调制器的结构。因此，以下将对衍射光学调制器的结构进行描述。

在图10中，衍射光学调制器包括：基片36，例如本实例中为Si基片；绝缘层37；隔离层38，在本实例中是由3.75μm厚的光刻胶制成；起上电极和上反射膜作用的导电薄膜39，在本实例中是通过沉积铝形成的3.75μm厚度的膜层；以及下反射膜40a至40e，是由与导电薄膜39相同的材料或与其反射率基本相同的材料制成，例如本实例中为铝。

随后，参照图11A至11I，将对本实例制造衍射光学调制器的方法进行描述。在图11A至11I中，编号41表示反射膜，42a至42e表示表层。

如图11A所示，首先将Si基片36在1050℃温度下加热氧化1小时，从而在硅片36上形成由0.1μm厚的热氧化膜构成的绝缘层37。

接下去，如图11B所示，通过蒸发镀膜方法，在绝缘层37上沉积0.15μm厚的铝，从而形成反射膜41。通过离心涂敷方法，将光刻胶加到反射膜41上，然后曝光和显影，从而形成表层42a至42e。

随后，如图11C所示，通过使用蚀刻溶液(该溶液由磷酸、醋酸和硝酸组成)，进行W/E法除去由铝形成的反射膜41。

然后，如图11D所示，除去表层42a至42e，从而形成下反射膜40a至40e。

接下去如图11E所示，通过离心涂敷方法，将光刻胶加上，然后烘干，从而形成隔离层38。在本实例中，通过调节旋转器的转数以及光刻胶的粘性和温度，在烘干之后将隔离层38的厚度设定在例如3.75μm，并使隔离层38的表面呈平坦。

然后，如图11F所示，通过蒸发镀膜方法，将例如3.9μm厚的铝膜沉积在隔离层38上，从而形成导电薄膜39。由于下反射膜40a至40e的厚度例如是0.15μm，所以设定导电薄膜39的厚度比3.75μm大例如0.15μm，即3.9μm。

随后，如图11G所示，将光刻胶加到导电薄膜36上，然后曝光和显影，从而形成面层43。

接下，如图11H所示，使用蚀刻溶液(例如由磷酸、醋酸和硝酸组成)通过W/E法除去由铝形成的导电薄膜39，从而形成桁条44a至44d和开口45a至45e。

最后，如图11I所示，通过D/E除去面层43，与此同时，处在桁条44a至44d之下的隔离层38部分也被均质蚀刻。

通过完成以上工艺步骤，便能制成图10结构的衍射光学调制器。

此后，将参照图12A及12B，对上述结构衍射光学调制器的操作进行描述。在该图中，与图10中相同的元件用相同的编号表示，其描述在此省略。在图12A及12B中，编号46表示入射光；47表示零级衍射光；48a至48d表示通过均质蚀刻隔离层38而由悬浮在空气中的桁条44a至44d形成的空气层；49a及49b表示正、负一级衍射光。图12A表法导电薄膜39和基片36之间未加电压的状态。桁条44a至44d的表面和下反射膜40a至40e之间在高度方面差异，例如为7.5μm。在导电薄膜39和基片36之间加正电压的状态下，桁条44a至44d和下电极(即基片36)构成电容，以将空气层48a至48d和绝缘层37介入。其结果是，用作桁条44a至44d的上电极带正电荷，而基片36带负电荷。由于这些电荷之间产生静电吸力，故桁条44a至44d被拉向绝缘层37，直到其与该绝缘层37相接触为止，如图12B所示。在此阶段，桁条44a至44d表面和下反射膜40a至40e表面之间在高度方面的差异，例如为7.5μm。

从以上描述可以清楚，由于本实例的衍射光学调制器是按照类似第一实例的方式工作的，所以本实例的衍射光学调制器也能对例如波长10.6μm的入射光进行调制，即通过接通/断开加在导电薄膜39和基片36之间的电压。

在本实例中，由于下反射膜是预先形成的，故桁条可以起上反射膜的作用，而且最后的反射膜无需沉积。因此，特别是在需要厚的反射膜的情况下，完全可以避免由于下反射膜和附在桁条两侧的反射膜相接触引起的不适当操作。

导电薄膜在本实例中是由铝制成的。当然，导电薄膜也可由其它材料制做。在本实例中，铝膜是靠蒸发镀膜方法沉积的。然而，铝膜也可通过溅射或喷镀法沉积。隔离层是由光刻胶制成的。换一种方式，隔离层也可由有机材料如聚酰亚胺制成。实例5

参照图13，将对本发明第五实例的红外传感器进行描述。

在图13中，第五实例的衍射光学调制器包括：基片50，例如在本实例中为硅片；由厚度0.1μm的加热氧化膜构成的绝缘层51，例如通过加热氧化基片50得到；以及厚度0.5μm的氮化物膜，例如通过低压化学蒸发沉积(LPCVD)法得到；厚度3.75μm的隔离层52，例如通过LPCVD法沉积硅的氧化物得到；厚度3.75μm的介电层53，例如通过LPCVD法沉积氮化物膜得到，该介电层53是形成图案的，以便形成支撑在其两端并具有降低了的残余拉张应力(例如约为200兆帕)的桁条(通过对氮化物膜使用富硅的组分)；两端被悬浮在空气中的隔离层52支撑的桁条54a至54d；开口55a至55e；以及反射膜56，通过沉积0.15μm厚的Au薄膜得到，例如通过蒸发镀膜方法。如图13所示，反射膜56不仅在桁条54a至54d的表面上形成上反射膜57a至57d，而且在绝缘层51通到开口55a至55e的表面上形成下反射膜58a至58e。光栅就是由这些上反射膜57a至57d和桁条54a至54d形成的。

此后，参照图14A至14G，将对本实例的衍射光学调制器制造方法进行描述。

如图14A所示，首先将硅片50在1050℃温度下加热氧化例如1小时，从而形成0.1μm厚度的热氧化膜。随后通过LPCVD法在其上沉积例如0.5μm厚度的氮化硅膜，从而形成绝缘层51。

接下去，如图14B所示，通过LPCVD法将由硅的氧化膜构成的隔离层52沉积在绝缘层51上。

然后，如图14C所示，通过LPCVD法将富硅的氮化硅膜沉积在隔离层52上，从而形成介电层53。

随后，如图14D所示，通过离心涂敷法将光刻胶59加到介电层53上，然后曝光和显影，从而按照预定的形状形成面层。

接下去，如图14E所示，通过D/E法使介电层53形成图案，从而形成桁条54a和54d。

然后，如图14F所示，将光刻胶59除去，并且通过W/E法使用缓冲的氢氟酸除去隔离层52，从而除掉处在桁条54a至54d之下的隔离层52，并且形成其两端被支撑的桁条。

最后，如图14G所示，通过溅射法沉积例如由0.15μm厚的Au构成的反射膜56，从而形成上反射膜57a至57d和下反射膜58a至58e。通过完成上述工艺步骤，便可以形成图13结构的衍射光学调制器。

由于具有上述结构的衍射光学调制器是按照类似于第三或第四实例的方法工作的，所以本实例的衍射光学调制器也能对例如波长10.6μm的入射光进行调制，即通过接通/断开加在起上电极作用的反射膜56和起下电极作用的基片50之间的电压，如图13所示。

在本实例的衍射光学调制器中，由于氮化物膜被采用桁条的材料，故可以引起例如200兆帕的残余拉张应力。其结果是，与第三或第四实例的衍射光学调制器相比，其驱动电压变得相当高。然而，有利的是能够形成其长度比厚度大得多的桁条。因此具有更大直径的入射光可被调制。在不带绝缘层51的第一实例的衍射光学调制器中，当沉积反射膜时，该反射膜会意外地到达桁条两侧，从而使，当调制器被驱动时上反射膜与基片之间导电。其结果是，在其间产生电流，从而使调制器不能满足要求地运转，而生产率也不会有害地被降低。然而，在本实例的衍射光学调制器中，在下反射膜58a至58e和基片50之间提供有绝缘层51。因此，当沉积反射膜56时，即使该反射膜56能够到达桁条54a至54d的两侧，而且上反射膜57a至57d变成与下反射膜58a至58e电导通，上反射膜57a至57d与基片50之间的电导通总可以消除，因为下反射膜58a至58e和基片50是电绝缘的。因此，就能提供相应运行且生产率改进的衍射光学调制器。

如上所述，在第一实例的衍射光学调制器中，当沉积反射膜时，该反射层能够到达基片的两侧，且当调制器被驱动时，上反射膜能够同下反射膜相接触，从而产生短路电流，而且调制器趋于不能满足要求地运转。然而，在本实例的衍射光学调制器中，由于在下反射膜和基片之间提供有绝缘层，故调制器能够稳定地运转。

接下去参照图9A和9B以及图15A至15C，将对本发明衍射光学调制器加电压的方法进行描述。

图15A表示，通过加电压装置将电压加在衍射光学调制器上时所加电压的波形。具有这种波形的驱动电压，对应于光的调制发生在例如20ms周期(相应于50周的频率)的情况下，如第三和第四实例所述。

图15A中表示的驱动电压的波形，在AB区内的极性是和CD区内的极性相反的，但在这两个区域AB和CD内的电平是相同的。图15A中表示的区域A对应于图9B表示的工作状态，其中例如+15V的电压被加在上电极34和基片21之间。在这种情况下，如第三、第四或第五实例中描述的那样，上电极34是带正电荷的，而基片21是带负电荷的。其结果是，桁行27a至27d将发生偏转并附着到绝缘层22上，如图9B所示。图15A中表示的下一个区域B对应的是不加电压工作状态，而且几乎所有的电荷都被除去。然而，本发明发现有一些电荷被作为残余电荷保留下来。由于桁条27a至27d的恢复力大于残余电荷的附着力，故桁条27a至27d能够恢复到其起始位置，并且如图9A所示悬浮在空气中。为了下一次能够通过加相同极性的电压使桁条27a至27d工作，就需要加比前述电压高一些的电压，这是由于残余电荷的影响。换句话说，桁条27a至27d不会附着在绝缘层22上。因此，在下一区域C中，通过加与A区域中相反极性的电压，例如-15V的电压，保留在相应电极上的残余电荷被强制去除，与此同时，具有相反极性的电荷被充上。其结果是桁条27a至27d再一次附着在绝缘层22上。区域D以及B对应于不加电压的状态，而且在区域D中也保留一些电荷作为残余电荷。

如上所述，在本实例的衍射光学调制器中，加驱动电压时的残余电荷，换一种方式可通过加相反极性的电压来去除。在传统的衍射光学调制器中，由于残余电荷会随调制器的驱动次数而增加，故要求需要的驱动电压更高以除去增加的残余电荷。然而在本实例中，这个问题可以解决。

如果所加的电压从与图15A表示的电压相反的极性开始，那么可可得到相同的运转。

图15B表示另一驱动电压的波形。

图15B表示的区域A对应于图9B中表示的工作状态，其中在上电极34和基片21之间加的是例如+50V的电压。在这种情况下，上电极34带正电荷，而基片带负电荷。其结果是桁条27a至27d将发生偏转，并附着到绝缘层22上，如图9B所示。图15B中表示的下一区域B和C对应于图9A表示的工作状态。在区域B中，为了促进残余电荷的去除，在开始的短周期内加相反极性如-50V的电压。

图15C表示又一驱动电压的波形。此电压波形与图15B中表示的电压波形的区别在于，开始时短周期内有B区域所加的电压，并不具有与A区域中电压相反极性但比其低些的电压。通过加这种波形的电压就能促进电荷的去除，并使桁条高速度地恢复。实例6

参照图16，将对本发明第六实例的红外传感器进行描述。本实例的红外传感器被设计来检测例如波长10μm的红外光。

该红外传感器包括：装在密封外壳开口上的透镜，包括在密封外壳之中的衍射光学调制器，以及热电元件。与传统的使用断路器的红外传感器相比，本实例红外传感器的尺寸可以减小。此外，衍射光学调制器本身可以较低的电能消耗来驱动，且在寿命和响应速度方面极好。

首先，将描述本实例红外传感器的结构。

在图16中，编号61表示密封外壳。密封外壳61的一部分在此省略，目的是为说明其内部。透镜62为衍射透镜，例如具有3mm的孔径和6mm的焦距，是加工在由透过红外线的材料如硅制成的基片上的。衍射光学调制器63能对例如10μm波长的红外光进行调制。隔离片64具有倾斜角θ_t。虽然图16中未予表示，在支承平板65的相反一侧安装有电子学部件如热电元件和信号放大器。电极引线由66a至66d表示，然而电极引线66d在图16中未表示，因其处在图中看不见的部位。电极引线66a至66d分别用于接地、对衍射光学调制器63加电压、接电源或将信号输出给热电元件和图中未表示的其它电子学部件。

图17为从图16底侧看上去表示支撑平板65的透视图。在图17中，与图16中相同的元件用相同的编号表示，其描述在此省略。在图17中，热电元件由67表示；用于放大热电元件67输出信号的信号放大器用68表示。

图18为表示本实例红外传感器基本结构的侧视图。热电元件67是安装在支撑平板65一端附近的，因而倾斜角θ_t被设定为尽可能小。如以下详细描述的那样，倾斜角θ_t愈小，驱动电压愈低。在这种情况下，如果透镜62的焦距例如10mm，那么倾斜角度变为17°。其结果是，与倾斜角θ_t为零的情况相比，驱动电压的增长被压缩在约10％之内。此外，本实例的红外传感器具有简单的结构。就是说，热电元件67和信号放大器68装在支撑平板65上，而且支撑平板65至少由电极引线66a至66d之一支承。对此，并不特殊需要提供复杂的导线和密封就容易实现。

图19A为表示本实例衍射光学调制器的平面图，而图19B为沿图19A中A-A′线所取截面图。在图19A和19B中，衍射光学调制器包括：基片69，例如为硅的基片；通过将硅基片69加热氧化而得到的0.1μm厚的氧化膜构成的绝缘层70；隔离层71，通过离心涂敷方法加聚酰亚胺并将其烘干得到；以及桁条72。本发明已发现：不论隔离层还是桁条的最佳厚度，对于最高调制度均为λ/4cosθ_t，其中λ为被检测光的波长。如从本公式中可以理解，倾斜角θ_t变得越大，隔离层和调制器的桁条的最佳厚度变得越大。例如，λ为10μm且θ_t为25°，那么相应层的厚度为2.8μm。假如θ_t为45°，则此厚度为3.5μm。该衍射光学调制器进一步包括：反射膜73，通过蒸发镀膜方法沉积Au之类获得的，厚度0.1μm，非氧化的导电薄膜74，由在大气中或氧等离子气体中不易被氧化的材料制成，通过沉积Au或Pt来获得；以及通过沉积如铝获得的弹性体75。如图18所示，桁条72由非氧化的导电薄膜74和弹性体75构成。

然后参照图20A至20F，将对制造本实例衍射光学调制器的方法进行描述。

如图20A所示，首先将硅基片69在1050°温度加热氧化例如1小时，从而在硅片69上形成由0.1μm厚的热氧化膜构成的绝缘层70。然后，通过离心涂敷方法将聚酰亚胺加在绝缘层70上，从而形成隔离层71。所加的聚酰亚胺在200℃温度烘干20分钟。在本实例中，通过调节旋转器的转数和聚酰亚胺的粘性和温度，在烘干之后隔离层71的厚度设定为例如2.8μm。

接下去，如图20B所示，通过蒸发镀膜方法将0.1μm厚的Au沉积在隔离层71上，以便形成非氧化的导电薄膜74，然后通过蒸发镀膜方法将2.7μm厚的AI沉积其上，以便形成弹性体75。

随后，如图20C所示，将正光刻胶加到弹性体75上，然后曝光和显影，以便形成面层76。此后使用蚀刻溶液(由磷酸、醋酸和硝酸组成)，通过W/E法除去弹性体75。

然后，如图20D所示，通过D/E法蚀刻出非氧化的导电薄膜74。随后如图20E所示，通过D/E法除去面层76，与此同时，隔离层71被均质蚀刻，从而使桁条72下面的部分也被蚀刻。

最后，如图20F所示，沉积0.1μm厚的Au，以便形成反射膜73。其结果是具有图19所示结构的衍射光学调制器被加工完成。

具有上述结构的衍射光学调制器的操作，将参照图21A及21B进行描述。在该图中，编号77表示入射光，78表示被反射的零级衍射光，79表示通过均质蚀刻隔离层71由悬浮在空气中的桁条72形成的空气层，80表示上反射膜(即在桁条72上形成的反射膜73)，81表示下反射膜(即在绝缘层70上形成的反射膜73)，82a及82b表示正负一级衍射光。

图21A表示非氧化的导电薄膜74和基片69之间未加电压的工作状态。上反射膜80和下反射膜81之间高度方面的差异为λ/2COSθ_t，如图21A所示。例如，λ为10μm且θ_t为25°，则差异为5.5μm。在这种情况下，由上反射膜80反射的光的相位，同下反射膜81反射的光的相位相匹配。其结果是，衍射光学调制器只起反射镜的作用，而且入射光77变成了零级衍射光78。

另一方面，例如在非氧化的导电薄膜74和基片69之间加正电压的状态下，由此两者构成电容，从而介入空气层79和绝缘层70。其结果是，起上电极作用的非氧化的导电薄膜74带正电荷，而起下电极作用的基片69带负电荷。由于这些电荷之间产生的静电吸引力，桁条72被拉向绝缘层70直至其与该绝缘层70接触为止，如图21B所示。在此阶段，上反射膜80表面和下反射膜81表面之间高度方面的差异，例如为2.8μm。在这种情况下，由上反射膜80反射的光的相位，不同于下反射膜81反射的光的相位，其相位差为半个波长(π)。其结果是，这两束光彼此相消，从而使零级衍射光消失，并被零级衍射光之外的更高级衍射光所替代。例如以41％的衍射效率产生正负一级的衍射光82a和82b。通过接通/断开加在非氧化的导电薄膜74和基片69之间的电压，便可以对光进行调制。

如上所述，在本实例的衍射光学调制器中，隔离层是由有机物膜形成的，并通过D/E法去除，从而使桁条在冲洗和干燥过程中不会附着在基片上，不象传统调制器那样。此外，隔离层可以均匀地除去，具有相同长度的桁条可以形成，而且操作上的变化可以消除。而且，形成桁条的材料是通过蒸发镀膜之类被沉积的，残余的应力容易在沉积温度下加以控制。进一步说来，残余的应力可被压缩到很低的水平，从而可形成以低电压工作的衍射光学调制器。此外，至少桁条的下表面是由导电材料制成的，并且在桁条的下表面和基片之间配置薄的氧化物膜，以使上下电极之间的距离显著地减小，而且调制器可用低电压驱动。

接下去，将对本实例的红外传感器各元件，对于以低电压驱动衍射光学调制器时的最佳配置进行描述。如上所述，衍射光学调制器中桁条和隔离层的最佳厚度是随倾斜角θ_t变化的。图22A表示倾斜角和本实例红外传感器的衍射光学调制器中桁条和隔离层最佳厚度之间关系的曲线。图22B表示驱动电压随倾斜角增加而增加。在图22B中，倾斜角为0°时的驱动电压归一化为1。如图22B所示，假如倾斜角θ_t被设定为45°或者更小，那么驱动电压的增加可被压缩为两倍或者更小一些。而且本发明还曾发现，如果衍射光学调制器的倾斜角θ_t被设置为25°或者更小一些，那么入射光和零级衍射光之间的分离，以及低电压驱动(电压的增加被压缩在20％或者更小一些)可以同时达到。更确切地说，包括具有3mm长度的桁条以及被压缩为+10兆帕或更小拉张应力的残余应力的衍射光学调制器可被5V或者更小的低电压驱动。

接下去，参照图23A至23C，将对本实例衍射光学调制器中的桁条下表面上通过提供非氧化层获得的效果进行描述。

首先将对桁条的下表面并非由不可能被氧化的导电材料制做的情况进行描述。例如，桁条的下表面在大气中被自然地氧化，或者当隔离层使用氧的等离子气体之类通过D/E法除去时，该下表面也被氧化，从而形成氧化物膜。在图23A至23C所示的衍射光学调制器中，桁条的下表面并非由不可能被氧化的材料制做，不象本实例的衍射光学调制器那样。然而图23A至23C中表示的衍射光学调制器其余的元件，是和本实例的衍射光学调制器中相同的。

图23A为衍射光学调制器沿桁条纵向方向的截面图。图23B为接触部位附近区域放大图，即图23A中表示的A区域放大图。图23C为当电压断开时A区域的放大图。在这些图中，编号83表示由进行抛光时在大气或氧的等离子气体中被氧化的桁条72构成的氧化物膜；84表示未被氧化的桁条72的导电部分；85表示绝缘层70内部或表面上存在的电子；86表示由于电子85运动形成的空穴(或正电荷)。

图23A表示电压V(70)加在上下电极之间时的工作状态。导电部分84充以正电荷，基片69充以负电荷。在图23B中，电场是靠加电压产生的，以致于存在于绝缘层70内部或表面上的一部分电子朝向氧化物膜83的表面或内部运动，从而形成空穴84。图23C表示从图23B表示的工作状态通过除去所加电压得到的工作状态。在这种状态下，由于外界未加电压，所以已经运动到氧化物膜83中的电子85，不会移动到绝缘膜70，但仍保留在氧化物膜83中，从而产生残留的电位差V残留。因此，被驱动的桁条次数越多，驱动的电压越高。归根结底，电子85和空穴86的密度增大，其间的静电力也增大，以致于杵条72保持在与绝缘层70附着，并且不再能够恢复的状态。

为了防止驱动电压增加和桁条附着，有可能通过加一个如图24的波形电压强制除掉残留电荷而驱动桁条。按照这种加电压方法，桁条被驱动是当除去残留电荷的时候，即通过在区域A和C中交替地加上相反极性的电压，从而防止V_残留的绝对值增加。然而，按照这种加电压方法，在实际生产过程中需要有绝对值高出两倍的供电电压的电压源。除非除去电荷，保留的正或负电荷的数目都会变大；桁条保持附着并且不能再恢复。

接下去将对本实例的衍射光学调制器中桁条的下表面由在大气或氧的等离子气体中不可能被氧化的材料制做时所获得的效果进行描述。

图25A及25B表示本实例衍射光学调制器中在相接触部位电荷的运动。图25A表示，当电压(＞0)加在基片69和非氧化的导电薄膜74之间时，接触部位工作状态的放大图。在这种状态下，非氧化的导电薄膜74充以正电荷，基片69充以负电荷。在此阶段，电场靠加电压产生，以致于存在于绝缘层70内部或表面上的一部分电子朝着非氧化的导电薄膜74移动，从而形成空穴26。然而，已经移动到非氧化的导电薄膜74中的电子85，因同预先充的正电荷结合而消失。图25B表示，由图25A工作状态通过除去所加电压得到的工作状态。正电荷仍保留在此绝缘层70中。然而，由于负电荷并不保留，故电场不会产生，残留的电位差也不产生。因此，即使多次驱动桁条也不需要增高驱动电压，而且无需通过加相反极性的电压来强制去除残留的电荷。其结果是，基本上可以实行低电压驱动，并且驱动可以稳定地进行。

如从以上描述可以清楚，在本实例的红外传感器中，通过将衍射光学调制器中的倾斜角θ_t设定为45°或者更小一些，同光垂直入射的情况相比(即倾斜角θ_t为0°)，驱动电压的增加可被压缩两倍或少一些。进一步说来，假如倾斜角θ_t被在设置在25°或者更小，桁条的长度设置为3mm，而且残留的应力被控制在+10兆帕或更小的拉张应力，那么以5V或者更低的低电压驱动变为可能，就不需要为提高电压的电路，而且红外传感器可以低成本生产。此外，由于热电元件和信号放大器是配备在支撑平板上的，并且该平板又是由电极引线支撑的，故此红外传感器容易制做。况且，在本实例红外传感器用的衍射光学调制器中，桁条的下表面是由不可能被氧化的导电材料制成的，以致于该调制器可以通过加正或负的脉冲电压来驱动。其结果是所加波形的细控不再需要，并且调制器能够稳定地驱动。

在本实例描述的衍射光学调制器中，桁条的长度为3mm。或者换一种方式，通过将桁条长度设置更长，则调制器可以更大的倾斜角θ_t在甚至更低的电压下驱动。然而，假如桁条变得过长，那么因于惯性力的影响，调制器不能高速度运行，而且桁条可能畸变，从而降低调制效率。

在本实例的衍射光学调制器中，桁条是由弹性体和非氧化的导电薄膜构成。或者换一种方式，弹性体可以由与非氧化导电薄膜相同的材料制成。就是说，整个桁条都可以由非氧化的导电薄膜形成。当然，反射膜也可由相同的材料制成。在本实例中，Au被用作不可能被氧化的材料。换一种方式，还可以利用Pt，Ti，NiCr合金，CuNi合金，不锈钢或其它导电的有机材料。本实例的弹性体是由Al制成的。然而该弹性体也可由绝缘材料如有机物制成。

在生产本实例衍射光学调制器的过程中，在弹性体图案形成之后，通过D/E法使非氧化的导电薄膜形成图案。当然，非氧化的导电薄膜还可通过W/E法除掉。换一种方式，桁条也可按以下方式成形。即，在非氧化的导电薄膜被沉积之后，让该薄膜一次形成图案。此后沉积弹性体膜层，然后让该弹性体膜层再一次形成图案。

在本实例中，沉积主要是靠蒸发镀膜方法实现的。另，也可由其它方法实现沉积，例如溅射法或涂敷法。实例7

下面对第七实例的红外传感器将参照图26进行描述。第七实例的红外传感器与第六实例红外传感器的区别仅在于，相应元件的位置。因此下面将描述其相应位置。

图26为表示本实例红外传感器基本结构的截面图。如第六实例所述，该衍射光学调制器的倾斜角为25°。在图26中，与图18中表示的元件相同的元件用同一编号表示，且其描述在此省略。在图26中，编号87表示支撑用的隔离器。透镜26为例如孔径为3mm焦距为6mm的衍射透镜，而且隔离器64具有θ_t为25°的倾斜角。支撑隔离器87的倾斜角α设置为40°，以使红外光垂直入射在热电元件67上。在本实例中，由于隔离器64的倾斜角θ_t设置为25°，如果桁条的长度设置为3mm，那么驱动可使用例如0V和+5V的电压进行。

本实例的红外传感器配备有支撑隔离器87，从而可以垂直接收衍射光学调制器衍射的红外光。其结果是检测可以较高的灵敏度进行。此外，由于入射光很容易地就能同衍射光学调制器衍射的零级衍射光分开，所以尺寸比第六实例中小的红外传感器可通过使用短焦距透镜来生产。实例8

对本发明第八实例的衍射光学调制器将参照图27A和27B进行描述。图27A为表示第八实例衍射光学调制器的平面图，图27B为沿图27A中A-A′所取截面图。如图27A及27B所示，本实例的衍射光学调制器包括：基片88，例如硅片；由0.1μm厚度的氧化物膜构成的绝缘层89，通过加热氧化硅片88获得；隔离层90，通过离心涂敷法加上感光的聚酰亚胺膜，并通过对该膜曝光、显影、烘干使该膜形成图案来获得；以及桁条91。在本实例中，隔离层90的厚度和桁条91的厚度被设置约为λ/4COSθ_t。例如，假如λ为10μm且θ_t为25°，则最佳厚度为2.8μm。本实例的衍射光学调制器进一步包括：反射膜92，通过蒸发镜膜法沉积0.1μm厚的Au层获得；由在大气或氧的等离子气体中不可能被氧化的材料制成的非氧化导电薄膜93，通过由蒸发镀膜法沉积Au，Pt层获得；以及通过蒸发镀膜法沉积Al层获得的弹性体94。如图27B所示，桁条91由非氧化的导电薄膜93和弹性体94构成。

接下去参照图28A至28E以及29A至29E，将对生产本实例衍射光学调制器的方法进行描述。图28A至28E为沿图27A中A-A′所取截面图。图29A至29E为沿图27A中B-B′所取截面图。

首先如图28A和29A所示，将硅基片88在1050℃的温度下加热氧化例如1小时，从面在该硅片88上形成由例如0.1μm厚的热氧化膜构成的绝缘层89。

接下去如图28B和29B所示，通过离心涂敷方法将感光的聚酰亚胺膜加到绝缘层89上。在该感光膜被曝光和显影以形成图案之后，将该膜在200℃温度下烘干例如20分钟。在这种情况下，烘干后的隔离层90其厚度被设置为例如2.8μm，系通过调节旋转器的转数或聚酰亚胺的粘性和温度取得。

随后如图28C和29C所示，将例如0.1μm厚的Au层沉积在隔离层90之上，从而形成非氧化的导电薄膜93，然后通过蒸发镀膜法将厚度例如2.7μm的Al膜进一步沉积其上，从而形成弹性体94。在这种情况下，通过将聚酰亚胺图案的间隙(图27B中由δ表示)设置在小于非氧化导电薄膜93与弹性体94厚度之和的两倍，就能如图28C所示充填聚酰亚胺图案的间隙δ。在本实例中，δ被设置为3μm。

然后，如图28D及29D所示，将正光刻胶加在弹性体94上，并且曝光和显影，以形成面层102。随后，使用蚀刻溶液(由磷酸、醋酸和硝酸组成)通过W/E方法除去Al形成的弹性体94。然后，通过D/E方法蚀刻出非氧化的导电薄膜93。

接下去，如图28E及29E所示，使用氧的等离子气体通过D/E法除去面层95，与此同时，包括桁条91底下部分在内的隔离层90被均质蚀刻出来。由于隔离层90的某些部分并不同氧的等离子气体接触，故此部分未被除去而保留下来。最后，通过蒸发镀膜方法将厚度0.1μm的Au沉积，从而形成反射膜92。通过进行以上步骤，具有图27A及27B结构的衍射光学调制器便制成。

具有此结构的衍射光学调制器，其工作方式类似于第六实例。因此，通过接通/断开加在基片88和非氧化的导电薄膜93之间的电压，便可对入射光进行调制。

在第六实例的衍射光学调制器中，桁条的长度是由去除隔离层所需要的时间决定的。另一方面，在本实例的衍射光学调制器中，由于桁条的长度是由隔离层的图案决定的，所以包括同样长度的桁条的衍射光学调制器，可以令人满意的进行重复性生产。由于桁条的长度对调制器的驱动电压有影响，所以生产本实例衍射光学调制器的方法能够消除衍射光学调制器驱动电压的变化。实例9

本发明实例9的红外传感器，将参照图30进行描述。

本实例的红外传感器，可适用在检测红外光的信噪比设置大的情况下，以及生产特别小规格的红外传感器的情况下。一般说来，在检测红外光的信噪比设置大的情况下，通过接通/断开加在衍射光学调制器上的电压，能够有害地影响热电元件和信号放大器的电磁噪声便会产生，从而使噪声变短。另一方面，在生产小规格红外传感器的情况下，包括在其中的衍射光学调制器的尺寸也就变小。其结果是，由于桁条的长度变矩，所以该调制器上除非加比较高的电压才能工作。如果加这样高的电压，那么也能产生大的电磁噪声，以致于热电元件和信号放大器都要受到很强的噪声干扰。

图30为表示本实例红外传感器基本结构的侧视图。在图30中，与图18中相同的元件将用相同的编号表示，且其描述在此省略。在图30中，电磁屏蔽罩96是通过导线(未表示)接地的，并由导电的透红外光材料制成。由于在电磁屏蔽罩96的表面上提供减反射膜，故由衍射光学调制器衍射的零级衍射光能够基本上无损耗地透过该屏蔽罩96。另一方面，衍射光学调制器被驱动时产生的电磁噪声受到该屏蔽罩96的屏蔽，因而噪声不再对热电元件67和信号放大器68产生不利的影响。

从以上描述可以清楚，在本实例的红外传感器中，在衍射光学调制器和热电元件或信号放大器等器件间提供有屏蔽罩而且接地，从而可屏蔽掉由衍射光学调制器产生的电磁噪声。实例10

接下去参照图31将对本发明第十实例的红外传感器进行描述。本实例的红外传感器同第六实例的区别仅在于衍射光学调制器的结构。本实例的衍射光学调制器的构成，是使电磁噪声至少不对热电元件和信号放大器所处的部位产生，因而无须提供第九实例中所述的电磁屏蔽罩。

本实例的衍射光学调制器描述如下。如图31所示，该调制器包括：基片97，例如硅片，其两个表面都是镜面抛光的；由绝缘材料如ZnS膜(厚度1.1μm)形成的减反射膜98；通过沉积0.1μm厚的Au并使其形成图案而得到的反射膜99；以及通过离心涂敷方法加上聚酰亚胺膜层并将其烘干而获得的隔离层100。在本实例中，隔离层100的最佳厚度约为λ/4COSθ_t。例如，在λ为10.0μm且θ_t为25°时，则此最佳厚度为2.8μm。本实例的衍射光学调制器进一步包括：由在大气或氧的等离子气体中不可能被氧化的导电材料制成且具有与反射膜99基本相同的反射率的非氧化导电反射膜101，通过蒸发镀膜方法沉积0.1μm的Au获得；以及通过上述方法沉积1μm的Al获得的弹性层102。

参照图32A至32F，将对本实例衍射光学调制器的生产方法进行描述。在这些图中，编号103和104表示面层；105表示由非氧化的电反射膜101和弹性体102构成的桁条。同时，与图31中相同的元用相同的编号表示，对其描述在此省略。

首先，如图32A所示，通过溅射方法在硅片97的两个镜面面上沉积厚度λ/4n(其中n为ZnS的折射率＝2.3)为1.1μm的ZnS，从而形成减反射膜38。

接下去，如图32B所示，通过蒸发镀膜方法沉积0.1μm厚的Au膜层；通过离心涂敷方法在其上加正光刻胶，并曝光和显影，以便形成面层103；然后使用蚀刻溶液(由碘、碘化钾构成)通过W/E法除去沉积的Au，从而形成反射膜99。

然后，如图32C所示，除去面层103，并通过离心涂敷方法在其上加聚酰亚胺膜层，以形成隔离层100。在聚酰亚胺膜层加上之后，使该膜层在200℃的温度下烘干例如20分钟。在这种情况下，烘干后隔离层100的厚度设置在λ/4COSθ_t，而且反射膜的不均匀度是平滑的(通过调节旋转器的转数或聚酰亚胺的粘性和温度作到)。

接下去，如图32D所示，通过蒸发镀膜方法在隔离层100上面沉积0.1μm厚的Au膜层，从而形成非氧化的导电反射膜101；以及通过上述方法在其上沉积例如1μm厚的Al膜层，以形成弹性体102。随后在其上加正光刻胶，以及曝光和显影，以形成面层104。

接下去，如图32E所示，使用蚀刻溶液(例如由磷酸、醋酸和硝酸组成)通过W/E法除法Al形成的弹性体102，并且使用氮气通过D/E法蚀刻出非氧化的导电反射膜101。

最后，如图32F所示，使用氧的等离子气体通过D/E法除去面层104，与此同时，包括桁条105底下部分在内的隔离层100被均质蚀刻。通过完成上述步骤，图30所示结构的衍射光学调制器便加工完成。

参照图33A及33B，将对本实例衍射光学调制器的操作进行描述。在这些图中，编号106表示入射光，107a及107b表示正负一级的衍射光，108表示由于隔离层100的均质蚀刻而由悬浮在空气中的桁条52形成的空气层，49表示反射光。图33A表示非氧化的导电反射膜101和基片97间未加电压时的工作状态。反射膜99和非氧化的导电反射膜101之间在高度方面的差异是λ/4COSθ_t，如图33A所示，例如，在λ为10μm且θ_t为25°时，则此差异为2.8μm。入射光106将通过上减反膜98、硅基片97以及下减反膜98，并入射在由反射膜99和非氧化的导电反射膜101组成的光栅部分上。在这种情况下，由于反射膜99反射光的相位与非氧化的导电反射膜101反射光的相位之间相差半个波长π，所以这两束光彼此相消，而且较高级的衍射光被衍射。例如分别以41％的衍射效率产生出正负一级的衍射光107a和107b。

图33B表示非氧化的导电反射膜101和基片97之间例如加正电压时的工作状态。基片97是接地的。在这种情况下，反射膜101和基片97形成电容，以将空气层108和减反膜98介入其间。起下电极作用的非氧化导电薄膜101充正电荷，而起上电极作用的基片97充负电荷。由于这些电荷之间产生的静电吸引力，则桁条105被拉向减反膜98直到其与减反膜98接触为止，如图33B所示。在这种情况下，反射膜99的表面和非氧化的导电反射膜101的表面处在同一平面上，从而使衍射光学调制器起反射镜作用，而且所有入射光106变成反射光109。

从以上描述可以清楚，通过接通/断开加在非氧化的导电反射膜101和基片97之间的电压，可对光进行调制。

在本实例红外传感器用的衍射光学调制器中，基片97是接地的，电压是加在非氧化的导电反射膜101上的，而且入射光是通过接地的基片97射在该反射膜上的。因此，在检测非常弱的红外光的过程中，或者在通过施加较高电压驱动衍射光学调制器的过程中，在光被调制的一侧并不产生电磁噪声，因为基片97本身起电磁屏蔽板的作用。

在本实例的衍射光学调制器中，减反射膜起绝缘层的作用，而且此膜具有较大厚度，例如厚度为1.1μm的ZnS膜。因此，驱动调制器的电压似乎要高一些。然而，由于ZnS膜实际上的相关介电常数为8或更大一些，所以有效长度(即厚度的八分之一)为0.14μm(＝1.1μ÷8)。因此，驱动电压并不会变得过高。此外，由于桁条105的厚度并不受波长λ或倾角θ_t的特别限制，所以与第一或第三实例的衍射光学调制器相比，通过将桁条的厚度设置小一些，本实例的衍射光学调制器可以低电压驱动。更确切地说，如果波长λ为10μm，倾角θ_t为25°且桁条厚度设置为2μm或更小，则本实例的调制器可用0.5V的电压来驱动。实例11

下面将参照图34对本发明第十一实例的红外传感器进行描述。本实例红外传感器与前述那些红外传感器的实例区别在于：用于将红外光会聚在热电元件上的透镜是装在热电元件和衍射光学调制器之间的。在上述一些实例中，该会聚红外光透镜的安装是将密封外壳的开口遮盖。

如图34所示，本实例的红外传感器包括：用于衍射至少一部分入射的红外光206为零级衍射光211的衍射光学调制器209，衍射透镜208，以及热电元件202。衍射透镜208将由衍射光学调制器209衍射的红外光会聚到热电元件202上。上述任一实例的衍射光学调制器均可用作衍射光学调制器209。

本实例中，衍射光学调制器209、热电元件202和透镜208均被包括在带开口的密封外壳205中。就是说密封外壳205的开口是未被遮盖的。衍射透镜208是通过在起入射红外波长滤光片204作用的基片上形成衍射光栅来得到的。在本实例中，衍射透镜208本身作为密封外壳205的一部分来工作。

在本实例中，由于入射到衍射光学调制器上的是接近准直的光，故调制效率有所改善。此外，由衍射光学调制器209的工作产生的噪声不可能影响热电元件202。实施例12

下面将参照图35对本发明第十二实例的红外传感器进行描述。本实例的红外传感器与上述1至10实例红外传感器的区别在于：用于将红外光会聚在热电元件上的透镜安装在热电元件和衍射光学调制器之间。在实例1至10中，用于会聚红外光的透镜的安装是将密封外壳的开口遮盖。

本实例的红外传感器与图34所示第十一实例的红外传感器的区别在于，密封外壳205的开口是用入射红外波长滤光片204遮盖的。本实例的透镜208′不是衍射透镜，而是由硅做的抛光透镜，或者聚乙烯透镜。在本实例中，只有透过射入红外波长滤光片204的光能够入射在衍射光学调制器209上。由于该调制器209处在密封的环境中，故其对环境的抵抗力有所改善。实例13

下面将参照图36对本发明第十三实例的红外传感器进行描述。本实例的红外传感器与图34所示第十一实例红外传感器的区别在于，密封外壳205的开口上配备有圆柱形的开口控制件215，如从图36中可见。此开口控制件215的口径被设置为3mm，且其轴向长度被设置为例如30mm。此开口控制件215是由能够挡断红外光的材料制成的。它能够阻挡除由被检测物件输出的红外光之外的红外光入射到衍射光学调制器上，从而使输出信号的信噪比得以改善。

在上述实例1至13中，本发明的衍射光学调制器被应用于红外传感器。在以下实例中，将对利用本发明调制器的显示装置进行描述。实例14

参照图37，首先将对本发明实例显示装置的基本布局进行描述。在本实例中，由光源224发出的光被衍射光学调制器225衍射，然后被投影透镜226会聚。由衍射光学调制器225输出给透镜226的光的强度，按照加给调制器225的电压被调制。

接下去参照图38，将对本发明这一实例的显示装置更详细的布局进行描述。图38表示的显示装置包括：白光光源224，例如金属卤素灯和氙灯；用于有选择性地反射红光的二向色反射镜229a；用于有选择地反射蓝光的二向色反射镜229b；用于有选择地反射绿光的二向色反射镜229c。用于透过热射线或红外射线并反射可见光的冷反射镜227，安装在光源224的后面。由光源224发出的光以及由冷反射镜227反射的光，均被会聚透镜228准直或者会聚。

在本实例中采用了三个具有上述结构的衍射光学调制器225a至225c。其中调制器225a安装在一定位置，以便接收由二向色反射镜229a反射的红光R。调制器225b安装在一定位置，以便接收由二向色的射镜229b反射的蓝光B。调制器225c安装在一定位置，以便接收由二向色反射镜229b透过的绿光G。在本实例中，受调制器225a衍射红光通过反射镜230a射向耦合棱镜231。受调制器225c衍射的绿光接下去被二向色反射镜229c和反射镜230b反射，以便射向耦合棱镜231。受调制器225b衍射的蓝光则透过二向色反射镜229c，然后由反射镜230b反射，以便射向耦合棱镜231。由耦合棱镜231输出的光则射过投影透镜226，以便在屏幕(未表示)上形成图象。

三个衍射光学调制器225a至225c通过控制器(未表示)在象素基底上被接通或关断。其结果是，入射光在象素基底上受到调制，而且入射光的空间调制是由零级衍射光输出的象素和零级衍射光未输出的象素来完成。

如果衍射光学调制器的格栅栅距∧与入射光中心波长λ之比为7，那么由此调制器产生的一级衍射光的衍射角为8.2°。因此，为了防止该一级衍射光进入投影透镜226孔径中，要求该投影透镜的F值(＝焦距/透镜的有效口径)为3.5或者更大。因而会聚透的F值也要求为3.5或者更大。通过采用这种透镜，投影到屏上的光量基本上变均匀。

在本实例中，由光源发出的光被分光为红、绿、蓝三种基色，配备三个衍射光学调制器以与相应的基色对应，而且λ/∧被设置为7，从而可以获得用于投影基本均匀的光量到屏上的具有高光学效率的显示装置。实例15

参照图39A和39B，将对本发明另一实例的显示装置作出描述。本实例显示装置与前一实例的区别仅在于衍射光学调制器。因此，除调制器之外的元件在此不作描述。

图39A和39B表示衍射光学调制器一象素的结构。在该图中，编号232a至232e表示具有厚度为四分之一入射光波长的桁条。在该桁条232a至232e的上表面上沉积铝、银层，以便起到电极和反射膜的作用。隔离层233同样具有入射光波长四分之一的厚度。提供在基片(未表示)上的电极234，对入射光进行反射。为观察方便，沉积在隔离层233下方的电极234，如图39B所示处在隔离层233下表面的同一平面上。

在本实例的衍射光学调制器中，安装在隔离层233上的桁条232a和232e，均匀施加静电力时并不偏转。因此，由桁条232a和232e的上表面反射的光的相位和隔离层233上表面反射的光的相位之间的相位差，总为半波长。而且在桁条232b、232c和232d被隔离层233支撑的部分中，相位差也总为半个波长。因此，在相邻象素之间的所有区域内，相位差为半个波长。因而，由于零级衍射光不会从相邻象素之间的区域中产生，所以相应的象素很容易容易区分开而不必特别提供黑底。实例16

参照图40A和40B，将对本发明又一实例的显示装置作出描述。

本实例的显示装置与第十四实例的显示装置的区别仅在于衍射光学调制器。因此，除衍射光学调制器外的其它元件将不描述。在这些图中，介电薄膜235具有入射光波长四分之一的厚度，而且在此介电薄膜235的上表面沉积有铝、银膜层，以便起到电极和反射膜的作用。狭缝236a至236I是通过蚀刻介电薄膜235形成的。支撑桁条237也是通过蚀刻介电薄膜235形成的。隔离层用238表示，而且电极239也反光。

接下去将对本实例衍射光学调制器的操作进行描述。介电薄膜235是靠支撑桁条237和隔离层238支撑在空气中的。当电压加在介电薄膜235上表面提供的电极和电极239之间时，其间便产生静电力，从而使该介电薄膜235与电极239相接触。由于支撑桁条237的宽度小于介电薄膜235可动部分的宽度，故支撑桁条237可能变形，且介电薄膜235和电极239间接触部分的面积变得很大。因此，作为调制零级衍射光的面积变大，因而有效孔径变大。

通过使支撑桁条的宽度小于可动部分的宽度，支撑桁条有可能变形。其结果是，未对零级衍射光的调制作出贡献的盲区将被有益地减小。

在本实例中，通过让构成衍射光学调制器的每一桁条的宽度仅在隔离层238附近小一些，也可以达到同样的效果。

在本发明的衍射光学调制器中，在可动光栅和平板之间提供有绝缘层，所以构成光栅的材料可自由选择而不考虑其导电性。如果桁条是由导电材料制成的，或者如果桁条的下表面是由导电材料制成的，从而起到第二电极的作用，那么平板和第二电极之间的间隙可以减小，因而就能在低电压下工作。在使用衍射光学调制器于较长波长红外光的情况下，减小电极间的距离是有效的。

此外，如果桁条的下表面由不可能被氧化的导电材料制作，则当调制器被驱动时在接触部位无剩余电荷保留，从而使残留电位差不能产生。因此，不需要象调制器被驱动时那样许多倍增加驱动电压，而且不需要通过加相反极性的电压来强制除去剩余电荷。因此，用于加相反极性电压的电源不再需要，从而实现低成本。此外，电压波形的细控也变得不需要，而且调制器一直能稳定地驱动。

按照本发明衍射光学调制器的生产方法，隔离层是由有机物层形成的，且其预定部分可通过干蚀刻方法除去，从而使通常产生的在冲洗和干燥过程中桁条附着到基片上的现象可避免。此外，由于隔离层是被均质蚀刻的，故可形成具有相同长度的桁条，从而可以消除调制器工作的变化。

由于桁条的长度是由隔离层的图案决定的，所以包括具有相同长度的桁条的衍射光学调制器可以令人满意的重复生产出来。而且衍射光学调制器最低的驱动电压可由桁条的长度决定。因此，许多衍射光学调制器之间的驱动电压可以找齐。

进一步说来，根据本发明，机械断续器不再需要，并能提供工作在低能耗的小尺寸规格的红外传感器。其寿命也有所改善。如果衍射光学调制器的倾角θ_t被设定为例如45°或者更小，那么与光垂直入射的情况相反，驱动电压的增加可压缩到两倍或者更大。进一步说来，如果倾角被设置为25°或者更小，桁条的长度设置为3mm或者更小，残余应力被控制为+10兆帕的拉张应力，那么该调制器可使用+5V或更低的电压驱动。其结果是不再需要提高电压的电路，而且降低成本能够实现。况且，通过将热电元件和信号放大器装在支撑平板上，并由电极引线支承该支撑平板，就能很容易构成红外传感器。

同液晶显示器件相比，本发明的显示装置能以更大的有效孔径实现光的空间调制。此外，由于不再需要偏振，故光学效率可以改善。因此可以得到更亮的图象。

其它各种变更方案都是明显的，而且很容易就能被本领域技术熟练人员作出，但不离开本发明的范围和精神。因此，并不是将所附权利要求的范围局限于在此所作的描述，而应对权利要求作广泛解释。

Claims (81)

1.一种衍射光学调制器，包括：

具有一部分起第一电极作用的平板；

形成在该平板上的隔离层，以及

由许多其一部分起第二电极作用的桁条构成的光栅，桁条的两端支撑在该隔离层之上，

其中，通过调节加在第一电极和第二电极之间的电压，使桁条和平板之间的距离发生变化，从而控制衍射效率；其中，在该平板和许多桁条间进一步提供有绝缘层。

2.根据权利要求1的衍射光学调制器，其中，在绝缘层的表面上和桁条的表面上具有反射膜。

3.根据权利要求1的衍射光学调制器，其中，平板是由起第一电极作用的半导体制成的。

4.根据权利要求1的衍射光学调制器，其中，平板是由起第一电极作用的导电层和用于支撑该导电层的绝缘基片构成的。

5.根据权利要求1的衍射光学调制器，其中，至少桁条的下表面是由导电材料制成的。

6.根据权利要求1的衍射光学调制器，其中至少桁条的下表面是由不可能被氧化的导电材料制成的。

7.根据权利要求1的衍射光学调制器，其中，隔离层是由有机材料制成的。

8.根据权利要求5的衍射光学调制器，其中，导电材料是选自由Au，Pt，Ti，NiCr合金，CuNi合金，不锈钢和导电的有机材料构成的一组材料。

9.根据权利要求1的衍射光学调制器，其中，隔离层是由与许多桁条材料相同的材料制成的。

10.根据权利要求9的衍射光学调制器，其中，被支承在隔离层上的桁条沿纵方向的宽度，小于该桁条厚度的两倍。

11.一种衍射光学调制器，包括：

一块具有一部分起第一电极作用和具有上下表面的平板；

在该平板上表面形成的隔离层，以及

由许多其一部分起第二电极作用的桁条构成的光栅，桁条的两端被支撑在该隔离层之上，

其中，通过调节加在第一电极和第二电极之间的电压，桁条和平板之间的距离将发生变化，从而控制衍射效率；其中，在平板的上表面上进一步提供由绝缘材料制成的第一减反射膜，在平板的下表面上进一步提供由绝缘材料制成的第二减反射膜；其中，每一桁条都由起第二电极作用的桁条形反射膜构成，并由导电材料制做，且在此桁条形反射膜上形成弹性层。

12.一种衍射光学调制器，包括：

具有一部分起第一电极作用的平板；

在该平板上形成的隔离层，以及

由许多其一部分起第二电极作用的桁条构成的光栅，桁条的两端支撑在该隔离层之上，

其中，通过调节加在第一电极的第二电极之间的电压，桁条和平板间的距离将发生变化，从而控制衍射效率；其中，许多桁条的布局，是使许多桁条和平板间的可移动距离在入射光的光轴方向上变为最小。

13.一种衍射光调制器，包括：

具有一部分起第一电极作用的平板；

在该平板上形成的隔离层，以及

由许多其一部分起第二电极作用的桁条构成的光栅，桁条的两端支撑在该隔离层之上，

其中，通过调节加在第一电极的第二电极之间的电压，桁条和平板间的距离将发生变化，从而控制衍射效率；其中，许多桁条的厚度可被调整，以使其在入射光的光轴方向上为最小。

14.根据权利要求11的衍射光学调制器，其中，隔离层是由有机材料制成的。

15.根据权利要求11的衍射光学调制器，其中，第一电极是接地的，而且电压是加在桁条形的反射膜上。

16.根据权利要求11的衍射光调制器，其中，弹性层是由与桁条反射膜相同的材料制成的。

17.根据权利要求11的衍射光学调制器，其中，导电材料是选自由Au，Pt，Ti，NiCr合金，CuNi合金，不锈钢和导电的有机材料组成的一组材料。

18.一种生产权利要求13衍射光学调制器的方法，包括如下步骤：

在平板上沉积起隔离层作用的第一层，以及

在该隔离层上沉积起桁条作用的第二层，

其中，在沉积第一层的步骤中，第一层的沉积是当位于沉积源(用于第一层的材料提供给平板)和平板之间的屏蔽板移动时，改变第一层在相应部位的厚度。

19.一种生产权利要求13衍射光学调制器的方法，包括如下步骤：

在平板上沉积起隔离层作用的第一层，以及

在该隔离层上沉积起桁条作用的第二层，

其中，在沉积第二层的步骤中，第二层的沉积是当位于沉积源(用于第二层的材料提供给平板)和平板之间的屏蔽板移动时，改变第二层在相应部位的厚度。

20.一种生产权利要求7衍射光学调制器的方法，包括如下步骤：

在其一部分起第一电极作用的平板上形成一层绝缘膜；

在该绝缘膜上沉积有机物膜；

在该有机物膜上沉积导电的薄膜；

让该导电薄膜形成图案，从而构成许多起第二电极作用的桁条，以及

通过干蚀刻方法除去有机膜的预定部分，从而形成用于支撑这许多桁条两端的隔离层。

21.一种用于驱动权利要求5衍射光学调制器的方法，其中，具有相等绝对值且极性相反的矩形波形的电压分别加在第一和第二电极上。

22.一种用于驱动权利要求11衍射光学调制器的方法，其中，具有相等绝对值且极性相反的矩形波形的电压分别加在第一和第二电极上。

23.一种红外传感器，包括：用于会聚红外光的透镜和热电元件，

其中，进一步提供有衍射光学调制器，用于接收该透镜会聚的红外光并将其至少一部分输出给该热电元件，该衍射光学调制器包括：

其一部分起第一电极作用的平板；

在该平板上形成的隔离层，以及

由许多其一部分起第二电极作用的桁条构成的光栅，桁条的两端支撑在该隔离层之上，

其中，通过调节加在第一电极和第二电极之间的电压，桁条和平板间的距离将发生变化，从而控制衍射光学调制器的衍射效率。

24.根据权利要求23的红外传感器，进一步包括：

与热电元件相连的信号放大器，用于输出表示该热电元件所接收到的红外光大小的电信号，以及

许多电极引线，与衍射光学调制器的第一和第二电极、信号放大器以及热电元件相连接，并从密封外壳的底面向外伸出。

25.根据权利要求24的红外传感器，进一步包括：用于支撑热电元件和信号放大器的支撑平板。

26.根据权利要求25的红外传感器，其中，至少许多电极引线之一伸到密封外壳内部，而且至少一根电极引线支承该支撑平板。

27.根据权利要求24的红外传感器，进一步包括：一屏蔽罩，位于热电元件和衍射光学调制器之间，并且接地。

28.根据权利要求23的红外传感器，其中，衍射光学调制器相对于密封外壳的上表面，具有45°或者更小的倾角(θ_t)。

29.根据权利要求23的红外传感器，其中，倾角(θ_t)为25°或者更小。

30.根据权利要求23的红外传感器，其中，平板安装倾斜，以使相对于平板主平面的法线与透镜的光轴不平行。

31.根据权利要求23的红外传感器，其中，衍射光学调制器的安装是，使只有光栅衍射的零级衍射光能够入射在热电元件上，而且除其之外的其它衍射光不能入射在热电元件上。

32.根据权利要求23的红外传感器，其中，零级衍射光的大小，随衍射光学调制器桁条和平板间距离的变化而变化。

33.根据权利要求23的红外传感器，其中，带有开口的密封外壳，包容有衍射光学调制器和热电元件。

34.根据权利要求33的红外传感器，其中，提供会聚红外光的透镜，以遮盖住密封外壳的开口。

35.根据权利要求34的红外传感器，其中，密封外壳包括：用于支承透镜的上表面；与上表面平行的下表面；以及用于支承衍射光学调制器的可倾斜元件，以使该衍射光学调制器相对其下表面倾斜θ_t角；其中衍射光学调制是安装在此可倾斜件上的。

36.根据权利要求23的红外传感器，其中，会聚红外光用的透镜为衍射透镜。

37.根据权利要求36的红外传感器，其中，会聚红外光用的透镜具有与透镜的相位调制对应的波纹形结构，而且是由选自Si，Ge，GaAs，InP，GaP，ZnSe和ZnS构成的一组材料制成。

38.根据权利要求23的红外传感器，其中，光栅的周期为红外光波长的7倍或更大些。

39.根据权利要求23的红外传感器，其中，许多桁条的布局是，使光栅的可移动距离在入射红外光的光轴方向上为最小。

40.根据权利要求23的红外传感器，其中，许多桁条的厚度被调整为在入射光的光轴方向上为最小。

41.根据权利要求23的红外传感器，其中，衍射光学调制器的安装是，使平行于平板主平面且垂直于桁条的方向与透镜的光轴垂直。

42.根据权利要求23的红外传感器，其中，桁条的可移动距离被设置为λ/4Cosθ，其中λ为红外光的波长，θ为相对于调制器平板主平面的法线和透镜光轴之间构成的角度。

43.根据权利要求23的红外传感器，其中，桁条的厚度被设置为λ/4Cosθ，其中λ为红外光的波长，θ为相对于调制器平板主平面的法线和透镜光轴之间构成的角度。

44.根据权利要求23的红外传感器，其中，在衍射光学调制器的平板和桁条之间提供有绝缘层。

45.根据权利要求44的红外传感器，其中，至少桁条的下表面是由不可能被氧化的导电材料制成的。

46.根据权利要求45的红外传感器，其中，在绝缘层的表面上和桁条的表面上形成有反射膜。

47.根据权利要求44的红外传感器，其中，衍射光学调制器的桁条是由导电材料制成的。

48.一种红外传感器，包括：用于输出至少一部分入射的红外光的衍射光学调制器；透镜以及热电元件，

其中，透镜将由衍射光学调制器输出的红外光会聚在热电元件上，该调制器包括：

其一部分起第一电极作用的平板；

在该平板上形成的隔离层，以及

由许多其一部分起第二电极作用的桁条构成的光栅，桁条的两端支撑在该隔离层之上，

其中，通过调节加在第一电极和第二电极之间的电压，使桁条和平板间的距离将发生变化，从而控制衍射光学调制器的衍射效率。

49.根据权利要求48的红外传感器，其中，至少桁条的下表面是由不可能被氧化的导电材料制成的。

50.根据权利要求48的红外传感器，进一步包括：

与热电元件相连的信号放大器，用于输出表示该热电元件所接收到的红外光大小的电信号，以及

许多电极引线，与衍射光学调制器的第一和第二电极、信号放大器以及热电元件相连接，并从密封外壳的底面向外伸出。

51.根据权利要求50的红外传感器，进一步包括：用于支撑热电元件和信号放大器的支撑平板。

52.根据权利要求50的红外传感器，其中，至少许多电极引线之一伸到密封外壳内部，而且至少一根电极引线支承该支撑平板。

53.根据权利要求52的红外传感器，其中，进一步包括：一屏蔽罩，位于热电元件和衍射光学调制器之间，并且接地。

54.根据权利要求48的红外传感器，其中，衍射光学调制器相对于密封外壳的上表面，具有45°或者更小的倾角(θ_t)。

55.根据权利要求48的红外传感器，其中，倾角(θ_t)为25°或者更小。

56.根据权利要求48的红外传感器，其中，平板倾斜安装，以使相以于平板主平面的法线与透镜的光轴不平行。

57.根据权利要求48的红外传感器，其中，衍射光学调制器的安装是，使只有光栅衍射的零级衍射光能够入射在热电元件上，而且除其之外的其它衍射光不能入射在热电元件上。

58.根据权利要求48的红外传感器，其中，零级衍射光的大小，随衍射光学调制器桁条和平板间距离的变化而变化。

59.根据权利要求48的红外传感器，其中，带有开口的密封外壳，包容有衍射光学调制器和热电元件。

60.根据权利要求48的红外传感器，其中，会聚红外光用的透镜是衍射透镜。

61.根据权利要求60的红外传感器，其中，用于会聚红外光的透镜具有与透镜的相位调制量对应的波纹形结构，而且是由选自Si，Ge，GaAs，InP，GaP，ZnSe和ZnS组成的一种材料中的材料制成。

62.根据权利要求48的红外传感器，其中，光栅的周期为红外光波长的7倍或更大些。

63.根据权利要求48的红外传感器，其中，衍射光学调制器的安装，是，使平行于平板主平面且垂直于桁条的方向与透镜的光轴垂直。

64.根据权利要求48的红外传感器，其中，桁条的可移动距离被设置为λ/4Cosθ，其中λ为红外光的波长，θ为相对于调制器平板主平面的法线和透镜光轴之间构成的角度。

65.根据权利要求48的红外传感器，其中，桁条的厚度被设置为λ/4Cosθ，其中λ为红外光的波长，θ为相对于调制器平板主平面的法线和透镜光轴之间构成的角度。

66.根据权利要求48的红外传感器，其中，在衍射光学调制器的平板和桁条之间提供有绝缘层。

67.根据权利要求66的红外传感器，其中，衍射光学调制器的桁条是由导电材料制成的。

68.根据权利要求48的红外传感器，其中，带有开口的密封外壳，包容衍射光学调制器、热电元件和透镜。

69.根据权利要求68的红外传感器，其中，提供有红外波长滤光片，以遮盖密封外壳的开口。

70.根据权利要求68的红外传感器，进一步包括：为开口提供的开口控制装置。

71.一种生产红外传感器的方法，该传感器包括：用于会聚红外光的透镜、热电元件，以及用于接收该透镜会聚的红外光，并至少将其中一部分输出给该热电元件的衍射光学调制器，

其中生产该衍射光学调制器的方法包括如下步骤：

将起隔离层作用的第一层沉积在平板上，以及

将起桁条作用的第二层沉积在该隔离层上，

其中在沉积在第一层的步骤中，第一层的沉积是，当位于沉积源(用于将第一层构成材料提供给平板)和平板之间的屏蔽板移动时，改变第一层在相应部位的厚度。

72.一种生产红外传感器的方法，该传感器包括：用于会聚红外光的透镜、热电元件，以及用于接收该透镜会聚的红外光并至少将其中一部分输出给该热电元件的衍射光学调制器，

其中，生产该衍射光学调制器的方法包括如下步骤：

将起隔离层作用的第一层沉积在平板上，以及

将起桁条作用的第二层沉积在该隔离层上，

其中在沉积第二层的步骤中，第二层的沉积是，当位于沉积源(用于将第二层构成材料提供给平板)和平板之间的屏蔽板移动时，改变第二层在相应部位的厚度。

73.一种生产红外传感器的方法，该传感器包括：用于会聚红外光的透镜、热电元件，以及用于接收该透镜会聚的红外光将至少其中一部分输出给该热电元件的衍射光学调制器，

其中生产该衍射光学调制器的方法包括如下步骤：

在其一部分起第一电极作用的平板上形成绝缘膜；

在该绝缘膜上沉积有机物膜；

在该有机物膜上沉积导电薄膜；

让该导电薄膜形成图案，从而构成许多起第二电极作用的桁条，以及

通过干蚀刻方法除去有机物膜的预定部分，从而形成支撑这许多桁条两端用的隔离层。

74.一种显示装置，包括：光源；在由光源发出的光的光路上提供的桁射光学调制单元；以及使由该衍射光学调制单元输出的光成象用的光学元件，其中，该衍射光学调制单元配备有衍射光栅装置，从而对该衍射光栅装置的衍射效率加以控制。

75.根据权利要求74的显示装置，其中，衍射光栅装置是反射型的装置。

76.根据权利要求74的显示装置，其中，衍射光栅装置的栅格栅距为光的中心波长值的7倍或更多。

77.根据权利要求74的显示装置，其中，衍射光学调制单元包括许多按二维排列成衍射光栅装置的衍射光学调制器，以及许多分别同一些象素对应的衍射光学调制器，每一衍射光学调制器又包括：

其一部分起第一电极作用的平板；

在该平板上形成的隔离层，以及

由许多其一部分起第二电极作用的桁条构成的光栅，桁条的两端支撑在该隔离层上；

通过调节加在第一和第二电极之间的电压，改变桁条和平板之间的间隙，而由衍射光学调制器来控制衍射效率。

78.根据权利要求77的显示装置，其中，许多衍射光学调制器，进下包括在平板和许多桁条之间形成的绝缘层。

79.根据权利要求77的显示装置，其中，在许多衍射光学调制器的相邻调制器之间提供有用以形成光的半波长相位差的区域。

80.根据权利要求74的装置，进一步包括：用于光源发出的光分成许多具有不同波长光束的分光装置，其中，衍射光学调制单元配置在其中每一光束的光路上。

81.根据权利要求74的显示装置，其中，衍射光学调制单元包括许多按二维排列为衍射光栅装置的衍射光学调制器，以及许多分别同一些象素对应的衍射光学调制器，每一衍射光学调制器又包括：

其一部分起第一电极作用的平板；

在该平板上形成的支撑桁条，以及

由许多其一部分起第二电极作用的桁条构成的光栅，桁条的两端被支承在支撑桁条上；

支撑桁条的宽度小于其它许多桁条中每一桁条可动部分的宽度；通过调节加在第一和第二电极间的电压，改变桁条和平板之间的间隙，从而由衍射光学调制器来控制衍射效率。

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