JP2019523895A5 - - Google Patents
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Claims (49)
- 光学システムであって、前記光学システムは、
より下方レベルおよびより上方レベルを含むマルチレベルメタ表面を含む光学的に透過性の基板
を含み、
前記より下方レベルは、上下断面図に見られるように、複数のユニットセルを含み、各ユニットセルは、
第1の幅を有する側方に伸長の第1のナノビームと、
前記第1のナノビームから離間される側方に伸長の第2のナノビームであって、前記第2のナノビームは、前記第1の幅より大きい第2の幅を有する、第2のナノビームと
を含み、
前記第1のナノビームおよび前記第2のナノビームの高さは、10nm〜450nmの範囲内にあり、
前記より上方レベルは、前記第1のナノビームおよび前記第2のナノビームの各々の上部上の材料の層を含み、前記材料の層を形成する材料は、前記第1のナノビームまたは前記第2のナノビームのどちらかを形成する材料と異なる、光学システム。 - 前記ユニットセルは、側方に伸長かつ相互に平行である、請求項1に記載の光学システム。
- 前記メタ表面は、可視波長の入射光を第1の回折次数に回折するように構成される、請求項1に記載の光学システム。
- 前記第2の幅は、10nm〜1μmである、請求項1に記載の光学システム。
- 前記第2の幅は、10nm〜300nmである、請求項4に記載の光学システム。
- 前記ユニットセルのピッチは、10nm〜1μmである、請求項1に記載の光学システム。
- 前記ユニットセルのピッチは、10nm〜500nmである、請求項6に記載の光学システム。
- 前記第1のナノビームおよび前記第2のナノビームは、10nm〜1μmの距離によって分離される、請求項1に記載の光学システム。
- 前記距離は、10nm〜300nm幅である、請求項8に記載の光学システム。
- 前記光学的に透過性の基板は、ガラスを含む、請求項1に記載の光学システム。
- 前記第1のナノビームおよび前記第2のナノビームは、シリコンを含む、請求項1に記載の光学システム。
- 前記第1のナノビームおよび前記第2のナノビームは、窒化ケイ素を含む、請求項11に記載の光学システム。
- 前記光学的に透過性の基板および前記メタ表面は、偏光ビームスプリッタを形成する、請求項1に記載の光学システム。
- 前記光学的に透過性の基板は、導波管プレートである、請求項1に記載の光学システム。
- 前記光学的に透過性の基板のスタックをさらに含み、前記ユニットセルの特徴の寸法は、前記基板間で変動する、請求項14に記載の光学システム。
- 前記メタ表面は、内部結合光学要素であり、光を前記内部結合光学要素に投影するように構成される画像投入デバイスをさらに含み、前記メタ表面は、前記光を再指向し、全内部反射によって前記基板を通して前記光を伝搬するように構成される、請求項1に記載の光学システム。
- 前記メタ表面は、外部結合光学要素であり、前記メタ表面は、光を前記基板から抽出するように構成される、請求項1に記載の光学システム。
- マルチレベルメタ表面を形成するための方法であって、前記方法は、
光学的に透過性の基板を提供することと、
光学的に透過性の層を前記基板にわたって提供することと、
前記光学的に透過性の層をパターン化し、前記メタ表面のより下方レベル上に複数のユニットセルを画定することであって、各ユニットセルは、上下図に見られるように、
第1の幅を有する側方に伸長の第1のナノビームと、
前記第1のナノビームから離間される側方に伸長の第2のナノビームであって、前記第2のナノビームは、前記第1の幅より大きい第2の幅を有する、第2のナノビームと
を含み、前記第1のナノビームおよび前記第2のナノビームの高さは、10nm〜450nmの範囲内にある、ことと、
前記第1のナノビームおよび前記第2のナノビームの各々の上部に材料の層を堆積させることによって、前記メタ表面のより上方レベルを形成することであって、前記材料の層の材料は、前記第1のナノビームと前記第2のナノビームとの間の間隙を画定し、前記材料の層を形成する材料は、前記第1のナノビームまたは前記第2のナノビームのどちらかを形成する材料と異なる、ことと
を含む、方法。 - 前記光学的に透過性の層をパターン化することは、
レジスト層を前記光学的に透過性の層にわたって提供することと、
パターンを前記レジスト層内に画定することと、
前記パターンを前記レジスト層から前記光学的に透過性の層に転写することと
を含む、請求項18に記載の方法。 - 反射層を前記材料の層上に形成することをさらに含む、請求項18に記載の方法。
- 前記転写することは、異方性エッチングを実施することを含む、請求項19に記載の方法。
- 光学システムであって、前記システムは、
より下方レベルおよびより上方レベルを含むマルチレベルメタ表面を含む光学的に透過性の基板
を含み、
前記より下方レベルは、複数のユニットセルを含み、各ユニットセルは、上下断面図に見られるように、
第1の幅を有する側方に伸長の第1のナノビームと、
前記第1のナノビームから離間される側方に伸長の第2のナノビームであって、前記第2のナノビームは、前記第1の幅より大きい第2の幅を有する、第2のナノビームと
を含み、
前記ユニットセルのピッチは、10nm〜1μmであり、
前記より上方レベルは、前記第1のナノビームおよび前記第2のナノビームの各々の上部上の材料の層を含み、前記材料の層を形成する材料は、前記第1のナノビームまたは前記第2のナノビームのどちらかを形成する材料と異なる、光学システム。 - 前記ピッチは、300nm〜500nmである、請求項22に記載の光学システム。
- 前記メタ表面は、可視波長の入射光を第1の回折次数に回折するように構成される、請求項22に記載の光学システム。
- 前記ユニットセルは、側方に伸長かつ相互に平行である、請求項22に記載の光学システム。
- 前記第2の幅は、10nm〜1μmである、請求項22に記載の光学システム。
- 前記第2の幅は、10nm〜300nmである、請求項26に記載の光学システム。
- 前記ユニットセルのピッチは、10nm〜500nmである、請求項22に記載の光学システム。
- 前記ユニットセルのピッチは、300nm〜500nmである、請求項28に記載の光学システム。
- 前記第1のナノビームおよび前記第2のナノビームは、10nm〜1μmの間隙によって分離される、請求項22に記載の光学システム。
- 前記間隙は、10nm〜300nm幅である、請求項30に記載の光学システム。
- 前記光学的に透過性の基板は、ガラスを含む、請求項22に記載の光学システム。
- 前記第1のナノビームおよび前記第2のナノビームは、シリコンを含む、請求項22に記載の光学システム。
- 前記第1のナノビームおよび前記第2のナノビームは、窒化ケイ素を含む、請求項33に記載の光学システム。
- 前記光学的に透過性の基板および前記メタ表面は、偏光ビームスプリッタを形成する、請求項22に記載の光学システム。
- 前記光学的に透過性の基板は、導波管プレートである、請求項22に記載の光学システム。
- 前記光学的に透過性の基板のスタックをさらに含み、前記ユニットセルの特徴の寸法は、前記基板間で変動する、請求項36に記載の光学システム。
- 前記メタ表面は、内部結合光学要素であり、光を前記内部結合光学要素に投影するように構成される画像投入デバイスをさらに含み、前記メタ表面は、前記光を再指向し、全内部反射によって前記基板を通して前記光を伝搬するように構成される、請求項22に記載の光学システム。
- 前記メタ表面は、外部結合光学要素であり、前記メタ表面は、光を前記基板から抽出するように構成される、請求項22に記載の光学システム。
- マルチレベルメタ表面を形成するための方法であって、前記方法は、
光学的に透過性の基板を提供することと、
光学的に透過性の層を前記基板にわたって提供することと、
前記光学的に透過性の層をパターン化し、前記メタ表面のより下方レベル上に複数のユニットセルを含む格子を画定することであって、各ユニットセルは、上下図に見られるように、
第1の幅を有する側方に伸長の第1のナノビームと、
前記第1のナノビームから離間される側方に伸長の第2のナノビームであって、前記第2のナノビームは、前記第1の幅より大きい第2の幅を有する、第2のナノビームと
を含み、前記ユニットセルのピッチは、10nm〜1μmである、ことと、
前記第1のナノビームおよび前記第2のナノビームの各々の上部上に材料の層を堆積させることによって、前記メタ表面のより上方レベルを形成することであって、前記材料の層の材料は、前記第1のナノビームと前記第2のナノビームとの間の間隙を画定し、前記材料の層を形成する材料は、前記第1のナノビームまたは前記第2のナノビームのどちらかを形成する材料と異なる、ことと
を含む、方法。 - 前記ピッチは、300nm〜500nmである、請求項40に記載の方法。
- 前記材料の層の材料は、前記より下方レベル上の前記第1のナノビームと前記第2のナノビームとの間に延在する、請求項1に記載の光学システム。
- 前記材料の層は、前記第1のナノビームの上部から前記第1のナノビームの側壁まで、前記第1のナノビームと前記第2のナノビームとの間の前記基板上の分離部にわたって、前記第2のナノビームの側壁まで、および、前記第2のナノビームの上部まで、連続的に延在する、請求項42に記載の光学システム。
- 前記材料の層の材料は、前記第1のナノビーム、前記第2のナノビーム、または前記基板のいずれかを形成する材料より高い屈折率を有する、請求項1に記載の光学システム。
- 前記材料の層を堆積させることは、共形性ブランケット堆積によって前記材料の層を形成することを含む、請求項18に記載の方法。
- 前記材料の層を堆積させることは、指向性堆積によって前記材料の層を形成することを含む、請求項18に記載の方法。
- 前記材料の層の材料は、前記第1のナノビーム、前記第2のナノビーム、または前記基板のいずれかを形成する材料より高い屈折率を有する、請求項22に記載の光学システム。
- 前記材料の層は、前記第1のナノビームの上部から前記第1のナノビームの側壁まで、前記第1のナノビームと前記第2のナノビームとの間の前記基板上の分離部にわたって、前記第2のナノビームの側壁まで、および、前記第2のナノビームの上部まで、連続的に延在する、請求項47に記載の光学システム。
- 前記材料の層の材料は、前記第1のナノビーム、前記第2のナノビーム、または前記基板のいずれかを形成する材料より高い屈折率を有する、請求項22に記載の光学システム。
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