KR20070117634A - 광 방사선의 변조방법, 전기광학 변조기(변형) 및전기광학장치(변형) - Google Patents

광 방사선의 변조방법, 전기광학 변조기(변형) 및전기광학장치(변형) Download PDF

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Abstract

본 발명은 릴리프 위상 변형 및 표면 플라즈몬 공명 현상을 사용하는 것에 의해 광 방사선의 강도 및 위상 특징을 제어하는 것에 의한 광 변조에 관한 것이다.
본 발명은, 릴리프 위상 기록과 표면 플라즈몬 공명 현상의 이점을 조합하여 달성된다. 상기 제안한 본 발명의 실현에 있어서 달성가능한 기술적 결과는, 입력 전기신호의 온으로의 전환에서 주요 광축으로부터 방사선의 풀 편차(전환)의 기회로 인하여, 광 방사선의 제어 효율의 증대로 이루어진다. 여기서 달성되는 <<판모양의 이펙트>>에 의해, 처리 가능한 광학 정보의 감도, 콘트라스트 및 해상도를 증가시킬 수 있다.
처음으로, 프리즘 및 회절격자 양쪽에서 상기 표면 플라즈몬 공명 현상의 동적 제어의 기회를 얻는다. 상기 제안한 방법과 변조기는, 유전매질의 특성 변화에 대해 실시간으로 반응하는 고감도 센서로서, 특히, 나노기술에서 사용될 수 있다.
본 발명은, 조정 가능한 회절격자로서, 광 기계 산업, (생물학, 화학 등에서의) 기체, 액체 및 단단한 유전매질의 고감도 및 고해상도 센서 제어, 프로젝션 및 디스플레이 TV, 인쇄 및 통신 설비, 광 파이버 스위칭 및 광 필터링장치, 고속 선형 및 매트릭스 프린터와, 다른 기술 분야에 적용될 수 있다. 11개의 도면. 2개의 테이블.

Description

광 방사선의 변조방법, 전기광학 변조기(변형) 및 전기광학장치(변형){Optical radiation modulation method, an electrooptical modulator(variants) and an electrooptical device(variants)}
(출원의 분야)
본 발명은 릴리프 위상(relief-phase) 변형 및 표면 플라즈몬 공명 현상을 사용하는 것에 의해 광 방사선의 강도 및 위상 특징을 제어하는 것에 의한 광 변조에 관한 것이다. 본 발명은, 조정 가능한 회절격자로서, 광 기계 산업, (생물학, 화학 등에서의) 기체, 액체 및 단단한 유전매질의 고감도 및 고해상도 센서 제어, 프로젝션 및 디스플레이 TV, 인쇄 및 통신 설비, 광 파이버 스위칭 및 광 필터링장치, 고속 선형 및 매트릭스 프린터와, 다른 기술 분야에 적용될 수 있다.
(기술 수준)
광 방사선의 변조방법은 공지되어 있다: 변조된 광 방사선은 변형가능한 유전층의 표면으로 향하고 그 광 방사선의 변조는 외부 전계의 영향 때문에 변형으로 인한 광 방사선의 입사각의 변동에 의해 실행된다(RU 2230348 C1, 2004년 6월 10일 공개).
상기 방법의 단점은, 낮은 깊이의 광 방사선의 변조와, 입력신호로부터의 방사선의 변조에 의존하는 선형성이 있다.
광 방사선의 다른 변조방법이 있는데, 이 방법은, 본 발명에 가장 유사하다: 변조된 광 방사선은, 유전율(permittivity)이 서로 다르거나 동일한 2개의 변형가능한 유전층 사이의 경계면에 위치된 반사성 금속층의 표면으로 향하고, 변형가능한 유전층 중 적어도 한 층은 상기 변조된 광 방사선에 대해 투과적이다. 광 방사선의 변조는, 경계면의 외부 자기장의 영향 때문에 금속층(2)의 변형으로 인한 금속층(2)에 광 방사선(1)이 입사하는 각도의 변동에 의해 실행된다(RU 2143127 C1, 1999년 12월 20일 공개).
이 방법의 단점도 마찬가지다: 낮은 깊이의 광 방사선의 변조와, 입력신호로부터의 방사선의 변조에 의존하는 선형성이 있다.
변조된 광 방사선의 분포의 방향이 변화할 때 제조되고, 제어장치와, 유전체 기판에 일관되게 위치된 투과성 전기전도층과 투과성 변형가능한 유전층과, 그들간에 접촉하고, 또한 유전체 기저(basis) 상에 위치된 전극계를 포함한 전기광학 변조기가 공지되어 있다(RU 2230348 C1, 6/10/2004에 공개).
상기 제시한 전기광학변조기의 양쪽의 변형에 가장 유사하고, 변조된 광 방사선의 분포의 방향이 변화할 때 제조되고, 제어장치와, 전기전도층, 제 1 변형가능한 투과성 유전층, 변형가능한 금속 반사층, 제 2 변형가능한 유전층 및 유전 기판에 일관되게 위치되고 그들간에 접촉하는 유전체 기저를 포함한 전기광학 변조기가 공지되어 있다(RU 2143127 C1, 1999년 12월 20일 공개).
공지된 전기광학 변조기의 단점은, 고 콘트라스트를 수신 가능하지 않은 밸브 종류의 광 방사선의 제어를 보장할 수 없다는 것이다. 게다가, 입사 방사선의 선택적 주사의 기회가 없다.
상기 제시된 가장 근접한 유사한 전기광학장치는, 방사원과 시준용 대물렌즈로 이루어진 조명기와, 적어도 하나의 전기광학 변조기를 포함한 공지된 전기광학 장치이고, 시각화용 조리개를 갖는 시각화기(visualizer)와 인식장치는 광축 상에 연속적으로 배치된다(RU 2143127 C1, 1999년 12월 20일 공개).
상기 장치의 단점은, 전기광학장치의 콘트라스트 및 해상도가 낮다는 것이다. 또한, 상기 공지된 장치는 유전매질의 파라미터들의 측정을 위한 나노기술에서 사용될 수 없다.
(본 발명의 개념)
상기 제안한 본 발명의 실현에 있어서 달성가능한 기술적 결과는, 입력 전기신호의 온으로의 전환에서 주요 광축으로부터 방사선의 풀 편차(전환)의 기회로 인하여, 광 방사선의 제어 효율의 증대로 이루어진다. 여기서 달성되는 <<판모양의 이펙트(valvate effect)>>에 의해, 처리 가능한 광학 정보의 감도, 콘트라스트 및 해상도를 증가시킬 수 있다.
본 발명은, 릴리프 위상 기록과 표면 플라즈몬 공명 현상의 이점을 조합하여 달성된다. 처음으로, 프리즘 및 회절격자 양쪽에서 상기 표면 플라즈몬 공명 현상의 동적 제어의 기회를 얻는다. 상기 제안한 방법과 변조기는, 유전매질의 특성 변화에 대해 실시간으로 반응하는 고감도 센서로서 특히, 나노기술에서 사용될 수 있다.
상기 특정된 기술적 결과는, 서로 다르거나 동일한 유전율을 갖는 제 1 변형 가능 유전층(3)과 제 2 변형가능 유전층(4) 사이의 경계면에 위치된 금속층(3)의 표면에 변조된 광 방사선(1)을 전송하고, 변형가능 유전층 중 적어도 하나가 상기 변조된 광 방사선(1)을 투과시키고, 경계면에 외부 자기장의 영향 때문에 금속층(2)의 변형으로 인한 금속층(2) 상의 광 방사선(1)의 입사각의 변동에 의해 광 방사선(1)을 변조하고, 더욱이, 표면 플라즈몬 공명 현상을 발생하는 입사각 α이하에서 금속층(2)의 표면에 상기 변조된 편광 광 방사선(1)을 전송하고, 이렇게 하여 금속층(2)의 표면을 변형하여, 금속층(2)의 표면에 광 방사선(1)의 입사각 α의 변화는 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생 조건을 위반하는, 광 방사선의 변조방법으로 달성된다.
그래서, 이론적으로는 상기 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생은, 제로에서 먼 각도 공명곡선의 대응한 값에 대해, 상기 변조된 광 방사선의 금속층의 표면에의 입사각의 모든 값에서 실재한다. 그러나, 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생을 위한 안정한 변조를 보장하기 위해서, 각도 공명곡선의 반폭 2ΔΘ을 초과하지 않는 공명각으로부터 편차를 갖는 각도 공명곡선의 대응한 최소값에 대해, 공명각 Θ인 변조된 광 방사선(1)의 금속층(2)에의 입사각 α가 제공되고, 가장 바람직하게는 각도 공명 곡선의 절반폭의 절반 ΔΘ을 초과하지 않는 상기 각도의 편차를 제공한다. 상기 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생 조건을 위반하기 위해, 변조 광 방사선(1)의 금속층(2)에의 입사각 α은, 각도의 범위(Θ±ΔΘ) 밖에 입사각이 있도록, 즉 그 변조된 광 방사선의 입사각 α이 더 크거나(Θ+ΔΘ) 더 작도록(Θ-ΔΘ) 변경된다. 그래서, 각도의 범위(Θ±ΔΘ) 밖에 입사각이 있도록 변조 광 방사 선(1)의 금속층(2)에의 입사각 α을 변경시키는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 각도 공명 곡선이 제로와 같지 않은 값을 갖는 입사각의 범위 밖에 있는 것이다.
그리고, 상기 변조된 광 방사선(1)은, 투과적인 제 1 변형가능 유전층(3) 또는 투과적인 제 2 변형가능 유전층(4)으로부터 변형가능 금속층(2)의 표면에 전송된다.
게다가, 금속층(2)에 영향을 미치는 외부 자기장의 예로는 변조 전기장을 사용할 수 있다.
그리고, 제 2 유전층으로서, 기체 또는 액체의 유전매질, 예를 들면 공기를 사용할 수 있다.
또한, 제 1 변형에서, 전기광학 변조기는, 변조된 광 방사선(1)의 분포 방향의 변화의 기회로 만들어지고, 제어장치(6)와, 유전성 기판(7) 위에 일관되게 배치되되 그들 의 사이에서 접촉하는 전기전도층(8), 제 1 변형가능 유전층(3), 변형가능 금속층(2), 제 2 변형가능 유전층(4), 전극계(9) 및 유전체 기저(10)를 포함하고, 추가로 상기 전극계(9), 변형가능 금속층(2) 및 전기전도층(8)은 제어장치(6)에 전기접속되고, 유전성 기판(7), 전기전도층(8), 제 1 변형가능 유전층(3)은 사용된 광 방사선에 대해 투과적이고, 및/또는 유전체 기저(10), 전극계(9), 제 2 변형가능 유전층(4)은 사용된 광 방사선(1)에 대해 투과적이고, 전기광학 변조기(5)는 상기 주어진 전기광학 변조기(5)에 표면 플라즈몬 공명 현상을 발생하는 입사각α이하에서 상기 변조된 광 방사선(1)이 변형가능 금속층(2)으로 향할 때 표면 플 라즈몬 공명 현상의 여기의 기회로 만들어지고, 제어장치(6)로부터 전극계(9)에 입력된 전기신호의 변화로 인해 금속층(2)의 변형 때문에 상기 변조된 광 방사선(1)의 변형가능 금속층(2)에의 입사각의 변화로 인해 표면 플라즈몬 공명 현상의 종료의 기회로 만들어진다.
이와 같이 이미 상기 특정한 것처럼, 전기광학 변조기는 상기 변조된 편광 광 방사선의 변형가능 금속층에의 입사각을 보장하는 기회로 제조된다는 것이 유리하다. 이러한 각도는, 상기 각도 공명 곡선의 반폭 2ΔΘ을 초과하지 않는 공명각으로부터 편차를 갖는 상기 주어진 전기광학 변조기에 대한 각도 공명 곡선의 최소값에 대응한 공명각 Θ과 같지만, 그 각도 공명 곡선의 반폭의 절반 ΔΘ을 초과하지 않는 것이 가장 바람직하다.
아울러, 상기 표면 플라즈몬 공명 현상의 종료를 위해 제어장치로부터의 전극계에 입력된 전기신호의 변화가 상기 금속층의 변형을 제공하여, 상기 변조된 광 방사선의 변형가능 금속층에의 입사각α은, 각도의 범위(Θ±ΔΘ) 밖에 있었고, 즉 그 변조된 광 방사선의 입사각 α은 더 크거나(Θ+ΔΘ) 더 작았다(Θ-ΔΘ). 그래서, 각도의 범위(Θ±ΔΘ) 밖에 입사각이 있도록 변조 광 방사선(1)의 금속층(2)에의 입사각 α을 변경시키는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 각도 공명 곡선이 제로와 같지 않은 값을 갖는 입사각의 범위 밖에 있는 것이다.
그래서, 투과적 유전성 기판으로서 면평행 판을 사용할 수 있다. 그러나, 그 경우에, 방사선이 제 1 유전층의 측으로부터 반사성 금속층으로 향하는 경우, 그에 따라 유전성 기판, 전기전도층 및 제 1 유전층은 투과적이다. 상기 특정된 투과적 유전성 기판으로서 완전 내부 반사용 삼각 프리즘을 사용할 수 있고, 상기 특정된 전기전도층은 광 방사선의 경로상에 제 2 측면에 배치된다. 이 경우에, 입사 광 방사선이 향하는 제 1 측면은, 입사측과, 그 방사선이 빠져나가는 측-출사측이다.
그 경우에, 방사선이 제 2 유전층의 측으로부터 반사성 금속층으로 향하는 경우, 그에 따라 유전체 기저, 전극계, 제 2 유전층은 투과적이다. 상기 특정된 투과적 유전체 기저로서는, 완전 내부 반사용 삼각 프리즘도 사용할 수 있고, 광 방사선의 경로 상의 제 2 측면은 상기 특정된 전극계에 접촉한다. 입사 광 방사선이 향하는 제 1 측면은, 입사측과, 광 방사선이 빠져나가는 측-출사측이다.
그래서, 제 2 변형가능 유전층으로서 기체 또는 액체 유전매질, 예를 들면 공기를 사용할 수 있다는 것을 주목할 필요가 있다.
또한, 기술적 결과는, 제 2 변형에서, 전기광학 변조기가, 변조된 광 방사선(1)의 방향의 변화의 기회로 만들어지고, 제어장치(6)를 포함하고, 또한 그들 사이에서 접촉하고 유전성 기판(7) 위에 배치된 제 1 변형가능 유전층(3), 변형가능 금속층(2) 및 제 2 변형가능 유전층(4)을 포함하며, 전극계(9)는 유전성 기판(7)의 표면에 배치되고 제 1 변형가능 유전층(3)과 접촉되고, 상기 유전성 기판(7), 상기 전극계(9), 상기 제 1 변형가능 유전층(3)은 사용된 광 방사선(1)에 대해 투과적이고, 및-또는 상기 제 2 변형가능 유전층(4)(12)은 사용된 광 방사선(1)에 대해 투과적이고, 상기 전극계(9) 및 상기 금속층(2)은 상기 제어장치(6)에 전기 접속되고, 상기 전기광학 변조기(5)는 제어장치(6)로부터 전극계(9)에 입력된 전기신호의 변화로 인해 금속층(2)의 변형 때문에 상기 변조된 광 방사선(1) 의 변형가능 금속층(2)에의 입사각α의 변화로 인해, 각도 α이하에서의 상기 변조된 광 방사선(1)이 변형가능 금속층(2)으로 향할 때 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생 또는 종료의 기회로 만들어진다.
이와 같이 이미 상기 특정한 것처럼, 표면 플라즈몬 공명현상의 발생을 위해, 전기광학 변조기는 상기 변조된 편광 광 방사선의 변형가능 금속층에의 입사각을 보장하는 기회로 제조된다는 것이 유리하다. 이러한 각도는, 상기 각도 공명 곡선의 반폭 2ΔΘ을 초과하지 않는, 공명각으로부터 편차를 갖는 상기 주어진 전기광학 변조기에 대한 변형가능 공명 곡선의 최소값에 대응한 공명각 Θ과 같지만, 그 각도 공명 곡선의 반폭의 절반 ΔΘ을 초과하지 않는 것이 가장 바람직하다.
아울러, 상기 표면 플라즈몬 공명 현상의 종료를 위해 제어장치로부터의 전극계에 입력된 전기신호의 변화가 상기 금속층의 변형을 제공하여, 상기 변조된 광 방사선의 변형가능 금속층에의 입사각α은, 각도의 범위(Θ±ΔΘ) 밖에 있었고, 즉 그 변조된 광 방사선의 입사각 α은 더 크거나(Θ+ΔΘ) 더 작았다(Θ-ΔΘ). 그래서, 각도의 범위(Θ±ΔΘ) 밖에 입사각이 있도록 변조 광 방사선(1)의 금속층(2)에의 입사각 α을 변경시키는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 각도 공명 곡선이 제로와 같지 않은 값을 갖는 입사각의 범위 밖에 있는 것이다.
그래서, 투과적 유전성 기판으로서 면평행 판을 사용할 수 있다. 그러나, 그 경우에, 방사선이 제 1 유전층의 측으로부터 반사성 금속층으로 향하는 경우, 그에 따라 유전성 기판(7), 전극계(9) 및 제 1 변형가능 유전층(3)은 투과적이고, 투과적 유전성 기판으로서, 완전 내부 반사(11)용 삼각 프리즘이 사용된다. 상기 특정 된 전극계(9)는, 상기 변조된 광 방사선의 경로상에 프리즘의 제 2 측면에 배치된다. 그것을 제외하고는, 상기 특정된 투과적 유전성 기판(7)으로서, 전극계(9)와 제 1 변형가능 유전층(3)은 투과적이고, 상기 특정된 투과적 유전성 기판으로서, 평볼록 렌즈가 사용되고, 상기 특정된 전극계(9)는 그 평탄면에 배치된다.
또한, 예를 들면, 상기 변형가능 금속층으로 향하는 측면으로부터 전기전도층에 의해 덮인 평탄한 평행판의 형태의 유전체 기저를 추가한다. 상기 전기전도층과 상기 변형가능 금속층사이의 공간은, 제 2 변형가능 유전층으로 채워진다. 상기 전기전도층은, 제어장치에 전기접속된다.
추가로, 제 2 유전층은, 기체의 또는 액체의 유전매질, 예를 들면 공기를 사용한다.
또한, 상기 기술적 결과는, 방사원(14)과 시준용 대물렌즈(15)로 이루어진 조명기(13)와, 적어도 하나의 전기광학 변조기(5)를 포함한 제 1 변형의 전기광학장치에서, 광축 상에 연속적으로 배치된 시각화용 조리개(17)를 갖는 시각화기(16) 및 인식장치(18)와, 편광기(19)는, 상기 조명기(13)에 있어서 추가되고, 각 전기광학 변조기(5)로서 특별한 성능의 경우들을 포함한 제 1 또는 제 2 변형에 따라 이루어진 전기광학 변조기가 사용되기 때문에 달성된다.
추가로, 상기 조명기에 제 1의 1/4 파장판이 삽입되고, 시각화기에는, 제 2 편광기, 제 2의 1/4파장판과 푸리에 대물렌즈가 광축에 연속적으로 배치되게 삽입된다. 그래서, 시각화용 조리개는, 상기 푸리에 대물렌즈의 초점면에 배치되고, 상기 인식장치는 대물렌즈, 파면 품질 분석기 및 검출기를 포함한다. 상기 검출기와 파면 분석기는, 전기광학 변조기의 제어장치에 전기접속된다. 그리고, 상기 특정된 제어장치는, 파면의 진폭 및 위상의 보정의 기회로 이루어진다.
그 경우에, 전기광학장치가 제 1 또는 제 2 변형에서 이루어진, 성능의 그들의 특별한 경우를 포함한 하나의 전기광학 변조기를 포함하고, 투과적인 유전성 기판으로서 완전 내부 반사용 삼각 프리즘을 포함하는 경우, 추가로 완전 내부 반사용 프리즘(11)은 배치된다. 그것의 입사측은, 전기광학 변조기(5)의 완전 내부 반사용의 삼각 프리즘(11)의 출사측에 광학적으로 매칭되어 있다. 그 출사측이 시각화기(16)로 향하고, 광 방사선측의 경로 상의 제2 측면에 추가의 금속층(25)이 배치된다. 광축과, 추가의 삼각 프리즘(11)의 제 2 측면에 수직한 것 사이의 각도는 추가의 금속층(25)과 조명기(13)의 광 파장에 대한 표면 플라즈몬 공명 현상의 공명각 θ와 같다.
전기광학장치는, 각 제 1 또는 제 2 변형으로 이루어진 2개의 전기광학 변조기를 포함할 수 있고, 투과적 유전성 기판으로서 완전 내부 반사용 삼각 프리즘을 포함한다. 상기 제 1 전기광학 변조기(5)의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)의 출사측은, 제 2 전기광학 변조기(5)의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)의 입사측에 광학적으로 매칭되어 있고, 이 프리즘의 출사측은 광축에 수직하게 배치되고 시각화기(16)로 향하게 되고, 제 1 및 제 2 변조기(5)의 제어장치(6)는, 균일한 제어블록(26)의 형태로 이루어진다.
전기광학장치는, 하나의 전기광학 변조기를 포함할 수 있고, 2개의 조명기는 추가로 삽입될 수 있다. 상기 제 1, 제 2 및 제 3의 조명기(13)의 방사원은, 적색 R, 초록 G 및 청색 B의 방사원의 형태로 이루어짐에 따라서, 적색 αR, 초록αG 및 청색αB 방사선의 전기광학 변조기의 변형가능 금속층(2)에의 입사각은, 각도 공명곡선에 대응한 반폭의 절반을 초과하지 않는 본 각도들로부터의 편차를 갖는 특정 방사선마다 각도 공명 곡선들의 공명각 ΘR, ΘG 및 ΘB와 같다. 전기광학 변조기(5)는, 성능의 특별한 경우를 포함한 제 1 또는 제 2의 제안된 변형에 의하면, 완전 내부 반사용 삼각 프리즘을 투과적 유전성 기판으로서 포함한다. 광축상의 시각화기(16) 앞에, 상기 시각화기(16)에 대해 평행한 광축에 3개의 모든 방사원(14)으로부터의 방사선 방향의 기회로 이루어진 다이크로익 미러의 시스템(27)이 배치된다. 전기광학 변조기의 제어장치(6)는, 조명기(12)의 방사원(14) 각각에 전기접속되고, 전기광학 변조기(5)의 온으로의 전환과 동기적으로 적색, 초록 및 청색 방사원(14)의 연속적인 온으로의 전환의 기회로 이루어진다.
그래서, 전기광학 변조기의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)의 입사측은, 하나의 색 방사선의 방향에 수직하게 배치된다.
전기광학장치는, 각각이 성능의 특별한 경우를 포함한 제안된 제 1 또는 제 2의 변형으로 이루어진 3개의 전기광학 변조기를 포함하고, 투과적 유전성 기판으로서 완전 내부 반사용 삼각 프리즘을 포함하고, 2개의 조명기는 추가로 설치되고, 이에 따라서, 제 1, 제 2 및 제 3 조명기(13)의 방사원(14)은, 적색 R, 초록 G 및 청색 B의 방사원의 형태로 이루어질 수 있다. 따라서, 적색 αR, 초록αG 및 청색αB 방사선의 대응한 전기광학 변조기(5)의 금속층(2)에의 입사각은, 대응한 각도 공명곡선의 반폭의 절반을 초과하지 않는, 본 각도들로부터의 편차를 갖는 전기광 학 변조기(5)마다 각도 공명 곡선들의 공명각 ΘR, ΘG 및 ΘB와 같다. 3개의 모든 전기광학 변조기(5)에서는, 하나의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘을 사용한다. 광축상의 시각화기(16) 앞에, 상기 시각화기(16)에 대해 평행한 광축에 3개의 모든 방사원(14)으로부터의 방사선 방향의 기회로 이루어진 다이크로익 미러의 시스템(27)이 배치된다. 모든 전기광학 변조기(5)의 제어장치(6)는, 방사원 각각과 각 전기광학 변조기(5)에 전기접속된 균일한 제어블록(26)의 형태로 이루어진다. 그 균일한 제어블록은, 주어진 색에 대응한 전기광학 변조기(5)의 온으로의 전환과 동기적으로 적색G, 초록G 및 청색B 방사원의 병렬의 온으로의 전환의 기회로 이루어진다.
추가로, 매칭소자는, 전기광학 변조기의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘의 입사측 앞에 배치되고, 각 방사원으로부터의 방사선이 방사원들로 향하는 그 표면에 수직으로 강하하도록 이루어진다.
그래서, 강하 방사선의 측면으로 향하는 매칭 디테일(detail)(28)의 표면은, 원통으로서 이루어지거나 3변을 포함하는 것으로서 이루어지고, 이 변들 각각은 방사원(14) 중 하나의 방사선에 수직한다. 프리즘의 입사측으로 향하는 매칭 디테일의 표면은, 평탄하다.
추가로, 시각화용 조리개는 광축에 대한 각도 이하에 배치된 미러의 형태로 이루어질 수 있고, 광학 트랩이 설치된다. 그래서, 상기 시각화용 조리개는, 0차의 광 방사선을 광학 트랩으로 향하게 하는 기회로 배치된다.
전기광학장치는, 제 1 변형에 의해 전기광학 변조기를 구비할 수 있고, 상기 유전성 기판(7), 전기전도층(8), 제 1 유전층(3)은 투과적이고, 상기 특정된 투과적 유전성 기판(7)으로서 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)이 사용되고, 전기전도층(8)은 상기 변조된 광 방사선(1)의 경로 상의 프리즘의 제 2 측면에 배치된다. 제 2 변형가능 유전층은, 변형가능 금속층(2)과 접촉하고 기체 또는 유전성 액체인 유전매질(12)을 사용한다. 파이프라인(31)은, 기체 또는 유전성 액체의 볼륨(32)과 제 1 단부에 의해 접속되게 배치되고 기체 또는 유전성 액체를 제 2 단부를 통해 전기광학 변조기(5)의 변형가능 금속층(2)의 표면에 공급하는 기회로 이루어진다. 제어장치(6)는, 전기 신호들을 전기광학 변조기(5)의 전극계(9)에 공급하는 기회로 이루어진다. 이와 같이 전기신호들은 기체 또는 유전성 액체에 있어서 파이프라인(31)의 제 2 단부로부터 전기광학 변조기(5)의 반대측에 위치된 구멍으로 향하는 러닝 웨이브의 생성을 제공한다.
추가로, 전기광학장치는, 제 1 또는 제 2 변형으로 이루어지고 투과적 유전성 기판으로서 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)을 포함한 하나의 전기광학 변조기를 포함할 수 있고, 추가의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)이 설치된다. 이러한 프리즘의 입사측은, 전기광학 변조기(5)의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘의 출사측에 광학적으로 매칭하고 있다. 그 출사측은, 시각화기(16)로 향하고, 광 방사선측의 경로 상의 제2 측면에 추가의 금속층(25)이 배치된다. 광축과, 추가의 삼각 프리즘(11)의 제 2 측면에 수직한 것 사이의 각도는 추가의 금속층(25)과 조명기(13)의 광 파장에 대한 표면 플라즈몬 공명 현상의 공명각 θ와 같다. 전기광학장치는 추가의 금속층(25)의 표면에 기체, 액체 또는 단단한 유전성 물체(33)를 배 치하는 기회로 제조되고, 동기화장치(34)는 삽입되어, 인식장치(18)의 검출기(24)는 삽입된 동기화장치(34)를 통해 전기광학 변조기(5)의 제어장치(6)에 전기접속된다.
추가로, 전기광학장치는, 제 1 또는 제 2 변형으로 이루어지고 투과적인 유전성 기판으로서 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)을 포함하는 하나의 전기광학 변조기를 포함하고, 상기 추가의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)은 설치될 수 있다. 이러한 프리즘의 입사측은, 전기광학 변조기의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘의 출사측에 광학적으로 매칭하고 있다. 그 출사측은, 시각화기로 향하고, 광 방사선측의 경로 상의 제2 측면에 추가의 금속층이 배치된다. 광축과, 추가의 삼각 프리즘(11)의 제 2 측면에 수직한 것 사이의 각도는 추가의 금속층(25)과 조명기(13)의 광 파장에 대한 표면 플라즈몬 공명 현상의 공명각 θ와 같다. 추가의 유전체 기저와, 추가의 유전체 기저와 추가의 금속층 사이에 배치된 침지 광학층이 배치되고, 전기광학장치는, 추가의 유전체 기저의 표면에 기체, 액체 또는 단단한 유전성 물체를 설치하는 기회로 이루어진다.
추가로, 기술적 결과는, 전기광학장치가 3개의 전기광학 변조기(5)를 포함하기 때문에 달성되고, 각 전기광학 변조기는, 제 1 또는 제 2 변형에 따라 이루어지고, 투과적 유전성 기판으로서 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)을 포함하고, 각 전기광학 변조기(5)의 제어장치(6)는, 색 동기화기(36)에 접속되고, 또한 3개의 조명기(13) 각각은 적색 R, 초록 G 및 청색 B 방사원, 다이크로익 미러들의 시스템(27), 적어도 시각화용 조리개(17)를 포함한 시각화기(16) 및 인식장치(18)을 포 함하고, 적색 αR, 초록αG 및 청색αB 방사선의 대응한 변조기(5)의 변형가능 금속층(2)에의 입사각은, 대응한 각도 공명곡선의 반폭의 절반 ΔΘR, ΔΘG 및 ΔΘB을 초과하지 않는, 본 각도로부터의 편차를 갖는 변조기(5)마다 각도 공명 곡선들의 공명각 ΘR, ΘG 및 ΘB와 같고, 각 제어장치(6)는, 금속층(2)의 변형을 일으키고 표면 플라즈몬 공명 현상이 종료되는 양만큼 대응한 입사각 αR, αG 및 αB 의 변경을 일으키는, 전기신호들을 대응한 변조기(5)의 전극계(9)에 공급하는 기회로 이루어지고, 각 제어장치(6)는 대응한 조명기(13)에 전기접속되고, 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)의 입사측은 대응한 조명기(13)의 방사선에 수직하게 배치되고, 출사측은 상기 변조된 색 방사선 각각을 광축에 평행하게 상기 시각화기(16)로 향하게 하는 기회로 이루어진다.
추가로, 시각화용 조리개(29)는, 광축에 대한 각도 이하에서 설치된 미러의 형태로 이루어진다. 광학 트랩(30)은 설치될 수 있고, 상기 시각화용 조리개(29)는, 광학 트랩(30)의 0차의 광 방사선을 보내는 기회로 이루어진다.
(도면의 목록)
도 1에는, 제안된 광 방사선의 변조방법을 설명하는 도면(a) 및 스케쥴(b)이 도시되어 있다. 표면 플라즈몬 공명 현상의 공명각 θ인 각도 θ에서, 하강파의 에너지의 표면 에너지로의 변환은 최대이고, φ-입사방사선의 다이버전스각; ε1,ε2-변형가능 유전층(매질)(3,4)의 유전상수 유전율; n,n1-층들(매질) 사이의 비변형 가능과 변형가능 경계에 대해 법선; β-법선 n과 n1 사이의 각도; 2ΔΘ-표면 플라즈몬 공명현상의 각도 공명곡선의 반폭이다.
도 2에는, 광 방사선의 변조에 사용된 릴리프 위상 표면 플라즈몬 현상을 갖는 전기광학 변조기의 성능의 예시가 도시된다. 전극계는, 제2 유전 변형가능층의 측면으로부터 배치된다. 주사 방사선은 제 1층(도 2b와 도 2d 참조)으로부터 또는 제 2층(도 2a 및 도 2c 참조)으로부터 전송된다.
도 3에는, 광 방사선의 변조에 사용된 릴리프 위상 표면 플라즈몬 현상을 갖는 전기광학 변조기의 성능의 예시가 도시된다. 전극계는, 제1 유전 변형가능층의 측면으로부터 배치된다. 주사 방사선은 제 1층(도 2b와 도 2c, 도 2d 및 도 2e 참조)으로부터 또는 제2 유전성 변형가능층(도 2a 참조)으로부터 전송된다.
도 4에는, 광 방사선의 변조에 사용된 릴리프 위상 표면 플라즈몬 현상을 갖는 전기광학 변조기의 성능의 예시가 도시된다. 전극계는, 제1 유전 변형가능층의 측면으로부터 배치된다. 주사 방사선은, 동일한 제 1 층으로부터 전송된다.
도 5에는, 광 방사선의 변조에 사용된 릴리프 위상 표면 플라즈몬 현상을 갖는 전기광학 변조기의 성능의 예시가 도시된다. 전극계는, 제1 유전 변형가능층의 측면으로부터 배치된다. 주사 방사선은, 제1 유전성 변형가능층으로부터 전송된다.
도 6에는, 표면 플라즈몬 현상에 사용된 상기 릴리프 위상 표면 플라즈몬 현상과 추가의 변형가능 금속층을 갖는 전기광학 변조기의 성능의 예시가 도시된다.
도 7에는, 2개의 전기광학 변조기를 포함한 전기광학장치의 성능의 예시가 도시되어 있다.
도 8에는, 하나의 전기광학 변조기(도 8a)와 3개의 전기광학 변조기(도 8b)를 갖는 3색 전기광학 변조기의 성능의 예시가 도시된다.
도 9에는, 전기광학장치의 광축에 대한 각도 이하에 위치된 미러의 형태로 이루어진 시각화용 조리개를 사용한 예시가 개략적으로 도시되어 있다.
도 10은, (도 6에 따른) 얇은 변형가능 금속층의 표면에 입력된 기체 또는 유전성 액체의 특징 측정이 도시된 전기광학장치의 예시도이다.
도 11에는, 3개의 다색 방사원, 3개의 제어장치 및 3개의 전기광학 변조기를 갖는 전기광학장치의 예시가 도시되어 있다.
표 1. 각 종 굴절계수 n, 완전 내부 반사용 각도 α°, 광파장 550nm 및 633nm와 표면 플라즈몬 공명의 특징을 갖는 두께 50nm의 얇은 금속층 Au에 대한 표면 플라즈몬 공명 현상의 각도 공명 곡선의 최소값에 대응한 공명각 Θ의 4종류의 유리의 예시들이 있다.
표 2. 각 종 굴절계수 n, 완전 내부 반사용 각도 α°, 광파장 550nm 및 633nm와 표면 플라즈몬 공명의 특징을 갖는 두께 50nm의 얇은 금속층 Au에 대한 표면 플라즈몬 공명 현상의 각도 공명 곡선의 최소값에 대응한 공명각 Θ의 4종류의 유리에 대한 표면 플라즈몬 공명 현상의 각도 공명곡선의 형태의 예시들이 있다.
본 기술에는, 하드 유전체 기저에 위치된 얇은 금속층 상의 표면 플라즈몬 공명 현상이 실현되는 프리즘(Kretschmann,Otto) 및 회절격자법이 공지되어 있다. 공지된 방법에서의 얇은 금속층의 형태는, 실시간으로 인식장치의 광 등록 처리의 제어를 위해 동적범위에서 변경될 수 없다.
제안된 광 방사선의 변조방법에서는, 유전율이 서로 다르거나 같은 제 1 변형가능 유전층(3)과 제 2 변형가능 유전층(4) 사이의 경계면에 위치된 반사성 금속층(2)의 표면에 상기 변조된 광 방사선(1)이 전송된다. 이를 위해, 반사성 금속층을 다이렉트 방사선이 통과하는 변형가능 유전층 중 적어도 하나는 변조된 광 방사선(1)에 대해 투과적이다. 상기 편광된 광 방사선(1)의 변조는, 경계면의 외부 전계의 영향 때문에 금속층(2)의 변형으로 인한 금속층(2) 상의 편광 광 방사선(1)의 입사각의 변동에 의해 실행된다. 상기 변조된 편광 광 방사선(1)은, 표면 플라즈몬 공명 현상을 발생하는 입사각 α이하에서 금속층(2)의 표면에 전송된다. 금속층(2)의 표면 상의 광 방사선(1)의 입사각 α의 변경은, 금속층(2)의 표면의 변형에 의해 실행된다. 그래서, 릴리프는, 2개의 변형가능 유전층 사이에 위치된 얇은 변형가능 금속층 상에 직접 생성된다. 상술한 방법에서는, 유일한 감도, 콘트라스트 및 해상도를 달성하는 것이 가능하다. 먼저, 얇은 변형된 금속층의 일부와 그것의 전체면에 입사 방사선의 선택 주사의 기회가 있다. 그래서, 이미 상술한 것처럼, 이론적으로 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생은, 0과 같지 않은 각도 공명 곡선의 대응한 값에 대해, 금속층의 표면의 변조된 광 방사선의 입사각의 모든 값에서 실재적이다. 그러나, 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생을 위한 안정한 변조를 보장하기 위해서, 상기 금속층(2)의 변조된 광 방사선(1)의 입사각 α는, 상기 각도 공명 곡선의 반폭 2ΔΘ을 초과하지 않는, 공명각으로부터 편차를 갖는 각도 공명 곡선의 최소값에 대응한 공명각 Θ과 같고, 그 각도 공명 곡선의 반폭의 절반 ΔΘ을 초과 하지 않는 상기 각도의 편차를 제공하는 것이 가장 바람직하다. 그러므로, 본 발명의 또 다른 설명과, 도면들을 참조하여 전기광학 변조기와 전기광학 장치의 구체적인 설계의 설명에서는, 각도 공명곡선의 종좌표의 값이 주로 0 이상인 입사각의 다른 값에서도 제안된 본 발명의 그룹의 실현의 기회를 배제하지 않는 입사각의 가장 바람직한 범위를 설명한다.
상기 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생 조건을 위반하기 위해, 변조 광 방사선(1)의 금속층(2)에의 입사각 α는, 각도의 범위(Θ±ΔΘ) 밖에 입사각이 있도록, 즉 그 변조된 광 방사선의 입사각 α이 더 크거나(Θ+ΔΘ) 더 작도록(Θ-ΔΘ) 변경된다. 그래서, 각도의 범위(Θ±ΔΘ) 밖에 입사각이 있도록 변조 광 방사선(1)의 금속층(2)에의 입사각 α을 변경시키는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 각도 공명 곡선이 제로와 같지 않은(0보다 큰) 값을 갖는 입사각의 범위 밖에 있는 것이다.
광 방사선(1)은, 투과되는 제 1 변형가능 유전층(3) 또는/ 및 투과되는 제 2 변형가능 유전층(4)으로부터 변형가능 금속층(2)의 표면에 전송될 수 있다.
또한, 제안된 방법의 이점은, 제 1 및 제 2 변형가능층 양쪽으로부터 광 방사선을 입력하는 것이다. 그래서, 필요한 조건은, 방사선의 금속층에의 입사각에 대한 요구사항이다. 방사선은, 전송되어야 하거나, 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생을 보장하는 각도 이하, 또는 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생이 불가능한 각도 이하, 또는 적어도 방사선의 방향의 변화시의 상기 각도의 영향이 사소한 각도 이하에 있어야 한다.
첫 번째 경우에는, 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생 구역으로부터 방사선이 편차가 있는 변형을 생성할 필요가 있다. 두 번째의 경우에는, 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생 구역에서 방사선의 방향을 이동시키는 변형을 생성할 필요가 있다. 기록의 릴리프 위상방법의 통상의 이점과 함께, 적어도 실질적으로 광 화상의 콘트라스트를 증가시킬 수 있는 <<광학 밸브>>가 추가된다.
또한, 이러한 근거에 의거하여, 광 방사선 등의 파장에 민감한 장치를 생성하는 것이 가능하다. 먼저, 얇은 변형된 금속의 일부와 그것의 전체 면 양쪽에 입사 방사선의 선택적 주사의 기회가 있다.
그래서, 상술한 방법에서는, 유일한 감도, 콘트라스트 및 해상도를 달성하는 것이 가능하다.
그래서, 금속층(2)에 영향을 미치는 외부 전계로서는, 예를 들면, 변조된 전기장을 사용할 수 있다. 이 경우에, 표면 변형은, 변조된 전계의 판드로모티브 힘의 영향하에 생성된다. 그러나, 변형력과 다른 특징의 생성이 가능하다. 릴리프는, 예를 들면, 가스 젯의 영향과 본 금속층과 같은 것에 의해 얇은 변형가능 금속층의 표면을 따라 초음파의 투과에 의해 생성될 수 있다.
도 2에는, 제어장치(6) 및 제어장치(6)와, 유전성 기판(7) 위에 일관되게 배치되고, 전기전도층, 제 1 변형가능 유전층, 변형가능 금속층, 제2 변형가능 유전층, 전극계 및 유전체 기저들간에 접촉하는 전기전도층(8), 제 1 변형가능 유전층(3), 변형가능 금속층(2), 제2 변형가능 유전층(4), 전극계(9) 및 유전체 기저(10)를 구비한 전기광학 변조기(5)의 제 1 변형의 실현 예들이 있다. 상기 유전 성 기판(7)은, 평탄한 평행판의 형태로 이루어진다. 전극계(9), 변형가능 금속층(2) 및 유전성 기판(7)은, 제어장치(6)에 전기접속된다. 유전성 변형가능층으로부터 방사선이 변형가능 반사성 금속층으로 향하는 것에 따라, 적어도 상기 유전성 기판(7), 유전성 기판(7) 및 제 1 변형가능 유전층(3)은 도 2b와 도 2d에 도시된 것처럼, 투과하고, 및/또는 유전체 기저(10), 전극계(9) 및 제2 변형가능 유전층(4)는 도 2a 및 도 2c에 도시된 것처럼 상기 사용된 광 방사선(1)에 대해 투과한다. 그래서, 전기광학 변조기(5)는, 상술한 각도 공명곡선의 반폭의 절반 ΔΘ을 초과하지 않는 본 각도로부터의 편차를 갖는 상기 주어진 전기광학 변조기(5)에 대한 각도 공명 곡선의 최소값에 대응하고 상기 주어진 전기광학 변조기(5)의 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생을 제공하는 공명각 Θ과 같은 각도α이하에서 상기 변조된 광 방사선(1)이 변형가능 금속층(2)으로 향하는 표면 플라즈몬 공명 현상의 여기의 기회로 만들어지고, 제어장치(6)로부터 전극계(9)에 입력된 전기신호의 변화로 인해 금속층(2)의 변형 때문에 상기 변조된 광 방사선(1)의 변형가능 금속층(2)에의 입사각의 변화로 인해 표면 플라즈몬 공명 현상의 종료의 기회로 만들어진다.
릴리프의 부재 또는 그것의 발생에서 릴리포그래픽 전기광학 변조기의 공지된 장치에서, 항상 방사선은 변형가능 금속층(2)의 외부로 간다. 표면 플라즈몬 공명 현상이 발생하는 본 발명에서, 방사선은 변형가능 금속층(2)을 따라 진행하고, 그것을 떠나지 않는다. 이러한 상술한 방법의 특징에 의해, 정보의 등록에 있어서 콘트라스트, 감도 및 해상도를 증가시킬 수 있다. 게다가, 먼저, 얇은 금속층 상의 릴리프의 선택적인 기록으로 인한 얇은 금속층의 별도의 사이트에 선택적인 광의 제어의 기회가 있다.
도 2d에 도시된 것처럼, 유전성 기판(7), 전기전도층(8) 및 제 1 변형가능 유전층(3)은 투과되고, 투과적 유전성 기판(7)과 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)이 사용되고, 상기 특정된 전기도전층(8)은 상기 변조된 광 방사선(1)의 경로 상의 프리즘의 제 2 측면에 배치된다.
도 2c에는, 유전체 기저(10), 전극계(9) 및 제2 변형가능 유전층(4)이 투과되고, 특정의 투과적 유전체 기저(10)로서 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)이 사용되는 제 1 변형에 의한 전기광학 변조기가 도시되어 있다.
기판으로서 완전 내부 반사용 프리즘을 사용하면 주기적 전극계를 통과한 광 통과를 배제할 수 있어서, 광 화상의 프리퀀시(frequency)-콘트라스트와 그라데이셔널 특징을 향상시킨다.
도 3에는, 제어장치(6)와, 유전성 기판(7,11) 위에 일관되게 배치되고 전극계, 제1 변형가능 유전층, 변형가능 반사성 금속층 및 제 2 변형가능 유전층간에 접촉하는 전극계(9), 제1 변형가능 유전층(3), 변형가능 반사성 금속층(2) 및 제 2 변형가능 유전층(4)과를 포함한 전기광학 변조기(5)의 제 2 변형의 실현 예시가 있다. 그래서, 유전성 변형가능층으로부터 방사선이 변형가능 반사성 금속층으로 향하는 것에 따라, 적어도 상기 유전성 기판(7), 전극계(9) 및 제 1 변형가능 유전층(3)이 도 3b, 도 3c 및 도 3d에 도시된 것처럼, 투과되고, 및/또는 상기 제 2 변형가능 유전층(4)은 사용된 광 방사선(1)에 대해 투과된다(도 3a). 전극계(9)와 변 형가능 반사성 금속층(2)은, 제어장치(6)에 전기접속되고, 전기광학 변조기(5)는, 변형가능 금속층(2)으로 각도 α이하에서 상기 변조된 광 방사선(1)이 향하는 것에서 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생의 기회로 이루어진다. 이러한 상술한 각도 공명곡선의 반폭의 절반 ΔΘ을 초과하지 않는 본 각도로부터의 편차를 갖는 상기 주어진 전기광학 변조기(5)에 대한 각도 공명 곡선의 최소값에 대응하고 상기 주어진 전기광학 변조기(5)의 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생을 제공하는 공명각 Θ과 같은 각도는, 제어장치(6)로부터 전극계(9)에 입력된 전기신호의 변화로 인해 금속층(2)의 변형의 변화 때문에 상기 변조된 광 방사선(1)의 변형가능 금속층(2)에의 입사각α의 변화로 인해 표면 플라즈몬 공명 현상의 종료의 기회로 만들어진다.
이렇게 제안한 전기광학 변조기의 변형에서는, 표면 플라즈몬 공명 현상의 여기의 프리즘방법뿐만 아니라 회절격자 방법도 사용하는 것이 가능하다.
도 3c에서는, 전기광학 변조기의 투과적 유전성 기판으로서, 완전 내부 반사용 삼각 프리즘이 사용되고, 상기 특정된 전극계는 광 방사선의 경로 상에 제 2 측면에 배치된다. 그리고 입사 광 방사선이 향하는 제 1 측면은 입사측이고, 그 광 방사선이 나가는 측면은 출사측이다.
게다가, 도 3d에 도시된 것처럼, 상기 특정한 투과적 유전성 기판으로서, 평볼록 렌즈를 사용하고, 특정한 전극계(9)는, 그것의 평탄면에 배치된다. 이 경우에, 입사 광 방사선의 서로 다른 파장에서, 방사선이 평볼록 렌즈의 원통면에 수직으로 향하도록 구성하는 것이 가능하다.
주의하여야 할 것은, 도 3a-3d에 도시된 상기 제안된 광 전기광학 변조기의 변형의 기술적인 실행이 더욱 단순하다는 것이다.
게다가, 도 3e에 도시된 것처럼, 유전체 기저(10)는, 예를 들면, 변형가능 금속층(2)으로 향하는 측면으로부터 전기전도층(8)으로 덮인 평탄한 평행판의 형태로 추가될 수 있고, 전기전도층(8)과 변형가능 금속층(2) 사이의 공간은 제 2 변형가능 유전층(4)으로 채워지고, 전기전도층(8)은 제어장치(6)에 전기접속된다.
이러한 본 발명의 변형의 이점은, 전기전도층(8)과 금속층(2) 사이에 배치된 추가의 전압원에 의해 전기신호의 증폭의 기회이다. 그것에 의해 정보의 기록의 감도를 증가시킬 수 있다.
추가로, 전기광학 변조기의 제시된 모든 방법들에서는, 제2 변형가능 유전층(4)으로서 기체 또는 액체 유전매질, 예를 들면 공기를 사용할 수 있다.
그것에 의해, 표면 플라즈몬 공명현상의 여기의 회절격자방법을 적용할 뿐만 아니라, 유전성 기판, 전극계 및 제 1 변형된 유전층이 투과되는 경우에 제 1 변형가능층과 제 2 변형가능층 양쪽으로부터 정보를 병렬로 판독할 수 있다.
도 4에는, 광 방사선의 상기 전기광학 변조기들 중 적어도 하나를 포함한 전기광학 장치의 제 1 변형의 성능의 예시가 개략적으로 도시되어 있다. 전기광학 장치는, 방사원(14)과 시준용 대물렌즈(15)를 포함한 조명기(13)(도 5)와, 광학축에 일관되게 배치된 시각화용 조리개(17)를 포함한 시각화기(16)(도 5)와 인식장치(18)를 구비한다. 그래서, 전기광학 변조기로서 상기 제안한 임의의 전기광학 변조기를 사용할 수 있다. 도 4에는, 투과적 유전성 기판으로서 사용된 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)을 포함한 제 2 변형에서 예시로서 전기광학 변조기가 도시되 어 있고, 상기 전극계(9), 제1 변형가능 유전층(3), 변형가능 반사성 금속층(2)은, 상기 변조된 광 방사선(1)의 경로 상에 프리즘의 제 2 측면에 배치된다. 그래서, 제 2 유전성 변경가능층으로서, 변형가능한 금속층과 접촉하는 층이 사용된다.
그래서, 표면 플라즈몬 공명현상에서 모노크로매틱 선형 편광 방사선(1)에 의해 금속층(2)을 조명하는 것이 필요하는 한, 편광 벡터는 입사방사선의 평면에 있어야 하고, 그래서 편광기(9)는 조명기(13)에 추가된다(도 5 참조). 이러한 전기광학 장치의 이점은, 화질 향상 및 입사 전기신호가 없을 때 광축으로부터 방사선을 배출할 수 있는 표면 플라즈몬 공명 현상을 갖는 전기광학 변조기를 사용하는 것으로 인한 인가 전계의 확대이다.
CM 17, 도 5에는, 일관되게 배치된 방사원(14), 시준용 대물렌즈(15) 및 편광기(19)로 이루어진 조명기(13)에는, 제 1의 1/4파장판(20)이 삽입된 전기광학장치가 도시되어 있다. 시각화용 조리개(17)을 포함한 시각화기(16)에는, 광축(21) 상에 일관되게 배치된 제2의 1/4파장판(20)과 푸리에-대물렌즈가 삽입된다. 상기 시각화용 조리개(17)는, 푸리에-대물렌즈(21)의 초점면에 배치된다. 그래서, 상기 인식장치(18)는, 대물렌즈(22), 파면품질의 분석기(23) 및 검출기(24)를 구비하고, 그 검출기(24)와 파면 분석기(23)는 전기광학 변조기(5)의 제어장치(6)와 전기접속되고, 상기 특정한 제어장치(6)는, 상기 변조된 광 방사선(1)의 진폭과 위상의 보정의 기회로 이루어진다.
그래서, 상기 1/4파장판(20)에 의해, 반주기에서 광파의 위상을 보정하는 것 이 가능하다. 상기 시각화용 조리개(17)는, 회절의 차수들 또는 다른 차수의 필요한 스펙트럼 스트립을 추출한다. 그것에 의해 정보의 시각화에서 상기 장치의 콘트라스트와 감도를 증가시킬 수 있다. 파면 분석기(23)의 배치는, 제어장치(6)에 의한 피드백으로 인해 파면 품질을 향상시킬 수 있다.
도 6에는, 기판(7)으로서 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)이 사용된 전기광학 변조기(5)를 포함한 전기광학 장치가 있다. 그래서, 추가의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)이 설치되고, 그것의 입사측은 전기광학 변조기(5)의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)의 출사측에 광학적으로 매칭하고 잇고, 그 출사측은 시각화기(16)로 향하고, 광 방사선측의 경로상의 그것의 제 2 측면에 상기 추가의 금속층(25)이 배치되고, 광축과 추가의 삼각 프리즘(11)의 제 2 측면에 수직한 것 사이의 각도는, 추가의 금속층(25)과 조명기(13)에 대한 표면 플라즈몬 공명 현상의 공명각 θ과 같다.
제 1 금속층(2)의 릴리프 제어에 의해, 광 화상의 콘트라스트 및 스펙트럼 구조와, 또 입사 방사선의 상기 추가의 금속층(25)에의 편광과 각도를 변경할 수 있다. 광 변조장치의 광로에의 제 2 금속층(25)의 배치에 의해, 방사선의 제 2 금속층(25)에의 입사각에 따라 추가의 방사선 여과로 인한 화질을 향상시킬 수 있다. 제 2 삼각 프리즘(11)의 프리(free) 제 2 측면으로부터 제 2 금속층으로의 오픈 액세스에 의해, 나노기술 또는 초고해상의 마이크로스코프에서 센서 제어로서 상기 제안된 전기광학 장치를 사용할 수 있다.
그래서, 청구항 18에 따른 전기광학장치는, 제 2 프리즘(11)의 제 2 측면에 설치된 추가의 금속층(25)의 표면에 기체, 액체 또는 단단한 유전성 물체(33)를 설치하는 기회로 제조되고, 상기 동기화장치(34)가 삽입된다. 그래서, 인식장치(18)의 검출기(24)는, 상기 삽입된 동기화장치(34)를 통해 전기광학 변조기(5)의 제어장치(6)에 전기접속된다.
이러한 본 발명의 변형에서는, 릴리프 회절격자의 고차의 회절 발생으로 인한 전기광학 변조기에 의해 방사선의 편차의 기회와, 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생을 제공하는, 방사선의 제 1 및 제 2 금속층(2, 25)에의 입사각에서 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생으로 인한 0차 회절의 억제 기회와 결합된다. 시험용 유전층의 접점은, 예를 들면 침지액을 사용하면서 수용될 수 있다.
게다가, 유전체 기저(10)와 제 2 금속층(25) 사이에 배치된 유전체 기저(10)와 침지 광학층(35)(도 6에 점선으로 도시됨)이 설치된다. 전기광학장치는, 추가의 유전체 기저의 표면에 기체, 액체 또는 단단한 유전성 물체를 설치하는 기회로 이루어진다. 이 경우에, 유전성 물체(33)의 유전성 도는 두께의 변화에 있어서 공명각 Θ과 표면 플라즈몬 공명의 각도 공명 곡선의 형태는 변화할 것이다. 이들 변화는, 마지막으로 인식장치(18)의 검출기(24)에 의해 등록될 것이다. 전기광학 변조기(5)에 의해 방사선의 시간적 및 공간적 주파수의 제어에 의해, 전기광학장치의 높은 선택성 및 감도를 얻을 수 있다.
도 7에는, 2개의 전기광학 변조기(5)를 포함한 전기광학장치가 도시되어 있고, 그 변조기의 각각에는 투과적 유전성 기판으로서 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)이 사용되고, 제 1 전기광학 변조기(5)의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11) 의 출사측은, 제 2 전기광학 변조기(5)의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)의 입사측에 광학적으로 매칭하고 있고, 이러한 프리즘의 출사측은 광축에 수직으로 배치되고 시각화기(16)측으로 향하고, 제 1 및 제 2 변조기(5)의 제어장치(6)는, 균일한 제어블록(26)의 형태로 이루어진다.
그래서, 그 경우에, 양쪽의 변조기가 동기적으로 작동하는 경우, 신호가 없을 때 제로차는 표면 플라즈몬 공명으로 인해 광축으로부터 편차가 있다. 그럼에도 불구하고, 방사선의 일부가 제 2 변조기 상에서 얻는 경우와, 이 경우에 방사선은 다시 광축으로부터 편차가 있다. 0차의 나머지 방사선은 시각화용 조리개(17)에 의해 추가로 차단될 수 있다. 그래서, (제 2 편광기(19)를 고려하여) 나머지 방사선의 4배의 여과로 인해 초고 콘트라스트를 얻는 것이 가능하다. 2개의 변조기가 동기적으로 작동하고 있는 경우, 신호공급에서 제 1 변조기에 의해 고차로 변환되지 않은 제로차의 방사선의 일부는 제 2 변조기에 의해 변환될 것이다. 그것은, 콘트라스트의 증가와 또한 상술한 전기광학장치의 동적 범위의 확대의 하나 이상의 방법이다.
조명기(13)의 방사선이 표면 플라즈몬 현상이 없는 각도 이하에서 전송되는 경우, 신호가 없을 때의 방사선 전체는 비쥬얼 분석기(16)에서 얻을 것이다. 신호 전환과 방사선의 금속층(2)에의 릴리프 입사각의 발생은, 표면 플라즈몬 현상의 발생을 제공하는 범위 내에 있을 것이다. 그것은, 그 각도가 각도 공명 곡선의 반폭의 절반ΔΘ의 범위에 있는 경우 최적이다. 광축으로부터 방사선의 일부 또는 전체의 편차에 대한 정보를 얻는 것이 가능하다. <<밝은-장(bright-field)>> 슐리 렌(schlieren) 광학이라고 한 상기 변형에서, 제 1 및 다른 고차의 회절을 중첩하는 시각화용 조리개(17)에 의해 콘트라스트를 증가시키는 것이 가능하다. 통상의 <<밝은-장>> 슐리렌 광학이 저콘트라스트 및 동적범위를 갖는 것이 공지되어 있다. 제안된 본 발명에서는 이러한 단점을 해소한다.
도 8a에는, 전기광학장치가 개략적으로 도시되어 있다. 전기광학장치는, 하나의 전기광학 변조기(5), 3개의 조명기(13)를 구비하고, 제 1, 제 2 및 제 3 색의 방사원은, 적색 R, 초록 G 및 청색 B의 방사원의 형태로 이루어지고, 따라서, 적색 αR, 초록αG 및 청색αB 방사선의 전기광학 변조기의 변형가능 금속층(2)에의 입사각은, 각도 공명곡선에 대응한 반폭의 절반을 초과하지 않는, 본 각도들로부터의 편차를 갖는 상기 특정된 방사선마다 각도 공명 곡선들의 공명각 ΘR, ΘG 및 ΘB와 같고, 그 전기광학 변조기(5)는 청구항 7,11,12에 따라 이루어진다. 광축상의 시각화기(16) 앞에, 상기 시각화기(16)에 대해 평행한 광축에 3개의 모든 방사원(14)으로부터의 방사선 방향의 기회로 이루어진 다이크로익 미러의 시스템(27)이 배치되고, 전기광학 변조기(5)의 제어장치(6)는, 조명기(13)의 방사원 각각에 전기접속되고 전기광학 변조기(5)의 온(on)으로의 전환과 동기적으로 적색, 초록 및 청색 방사원(14)의 연속적인 전환의 기회로 이루어진다.
공지된 장치와의 비교하여 색의 연속적인 전송에 있어서의 고 콘트라스트는, 서로 다른 공명각 θ이하에서 각 종 파장을 갖는 방사선의 그것에 일관되게 하강하며 동작하는 동일한 금속층에 대한 공명각의 선택성에 의해 달성된다.
상기 제안된 장치의 하나 이상의 이점은, 색 화상의 전송에 대한 하나의 전 기광학 변조기(5)를 사용하는 것으로 인해 저비용이다.
전기광학 변조기의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)의 입사측의 색 방사선의 하나의 분포에 방향에 수직하게 배치하는 것이 바람직하다.
추가로, 매칭소자(28)는, 전기광학 변조기의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)의 입사측 앞에 배치되고, 각 방사원으로부터의 방사선이 방사원측으로 향하는 그것의 표면에 수직하게 향하도록 이루어진다. 그래서, 하강하는 방사선측으로 향하는 매칭 디테일(28)의 표면은 원통으로서 또는 3변을 포함하는 것으로서 이루어지고, 프리즘의 입사측으로 향하는 매칭 디테일(28)의 표면이 평탄하다.
이 경우에, 반사손실은, 배제되거나 또는, 적어도 방사선의 3개의 색 모두에 대한 투명기판에의 수직 하강으로 인해 상당히 감소되고, 사용 효율은 상승된다.
도 8b에는, 전기광학장치가 개략적으로 도시되어 있다. 전기광학장치는, 3개의 전기광학 변조기(5)를 구비하고, 각 전기광학 변조기는, 기판으로서 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)과 3개의 조명기(13)를 구비한다. 그래서, 제 1, 제 2 및 제 3의 조명기(13)의 방사원(14)은, 적색 R, 초록 G 및 청색 B의 방사원의 형태로 이루어지고, 따라서, 적색 αR, 초록αG 및 청색αB 방사선의 대응한 전기광학 변조기(5)의 금속층(2)에의 입사각은, 대응한 각도 공명곡선의 반폭의 절반을 초과하지 않는, 본 각도들로부터의 편차를 갖는 상기 전기광학 변조기(5)마다 각도 공명 곡선들의 공명각 ΘR, ΘG 및 ΘB와 같다. 이들 3개의 모든 전기광학 변조기(5)에 대해, 하나의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘은, 기판으로서 사용된다. 광축상의 시 각화기(16) 앞에, 상기 시각화기(16)에 대해 평행한 광축에 3개의 모든 방사원(14)으로부터의 방사선 방향의 기회로 이루어진 다이크로익 미러의 시스템(27)이 배치된다. 모든 전기광학 변조기(5)의 제어장치(6)는, 방사원 각각에 전기접속되고 각 전기광학 변조기(5)와 접속하는 (도 8b에 미도시된) 동기화기 균일한 제어블록(26)으로 이루어지고, 주어진 색에 대응한 전기광학 변조기(5)의 온으로의 전환과 동기적으로 적색 R, 초록 G 및 청색 B 방사원의 병렬의 온으로의 전환의 기회로 이루어진다.
이 경우에, 양호한 콘트라스트의 진척은, 색마다 릴리프의 최적화와
3개의 모든 소스의 병렬의 온으로의 전환으로 인한 3개의 모든 소스로부터의 방사선의 전체 사용의 기회와 결합된다. 하나의 프리즘의 적용에 의해 전기광학장치의 콤팩트한 설계를 실현할 수 있다.
도 9에는, 광축에 대한 각도 이하에서 배치된 미러(29)의 형태로 시각화용 조리개의 실행이 도시되어 있다. 이러한 시각화용 조리개를 사용하는 것의 이점은, 실제로, 시각화용 조리개(29)를 검게하는 최고품질에서도(즉, 흡수계수의 최대 증가) 조리개의 표면으로 향하는 방사선의 일부는 방출된다. 광축에 대한 각도 이하에 배치된 조리개를 시각화하는 미러의 사용에 의해, 전기광학장치로부터 시각화용 조리개에 의해 차단된 방사선을 취득할 수 있다. 그것은 송신된 정보의 품질을 상승시킨다.
그래서, 상기 광학 트랩(30)은 설치될 수 있고, 상기 시각화용 조리개는 제로차의 광 방사선을 광학 트랩(30)으로 향하는 기회로 배치된다. 이 경우에, 방사 선의 기생분포없이 열 에너지에서의 광 에너지의 변환의 기회는 실현된다.
도 10에는, 전기광학장치에서 사용된 전기광학 변조기의 성능의 예시가 있다. 전기광학장치에서는, 제 2 변형가능 유전층으로서 상기 변형가능 금속층(2)과 접촉하고 기체 또는 유전성 액체인 유전매질(12)을 사용한다. 파이프라인(31)은, 기체 또는 유전성 액체의 볼륨(32)을 갖는 제 1 단부에 의해 접속되고, 제 2 단부를 통해 전기광학 변조기(5)의 변형가능 금속층(2)의 표면에 기체 또는 유전성 액체의 공급하는 기회로 이루어진다. 제어장치(6)는, 전기광학 변조기(5)의 전극계(9)에 전기신호를 공급하는 기회로 이루어진다. 전기신호들은, 파이프라인(31)의 제 2 단부로부터 전기광학 변조기(5)의 반대측에 위치된 구멍으로 향하는 러닝 웨이브(running wave)의 생성을 기체 또는 유전성 액체에서 제공한다.
러닝 웨이브는, 제어장치의 공지된 작동 영역에 의해 얇은 변형가능 금속층의 표면에 생성될 수 있다. 러닝 웨이브들에 의해, 전극계(9)와 금속층(2) 사이의 갭에 있는 유전매질의 이동에 대한 <<펌프 이펙트>>를 실현할 수 있다. 상기 유전매질의 특성의 변화(또는 신종 유전매질의 발생)에서 각도 공명곡선의 특성의 변화로 인해, 이들 특성들의 변화는, 인식장치(18)에 의해 등록될 수 있다. 상기 제안한 본 발명의 실시의 변형은, 상기 유전매질의 특성의 변화에 실시간으로 반응하는 고감도 센서로서 사용될 수 있다.
도 11에는, 3개의 전기광학 변조기(5)를 구비한 전기광학장치의 제 2 변형이 있다. 각 전기광학 변조기(5)는, 제 1 또는 제 2 변형으로 이루어지고, 기판으로서 완전 내부 반사용 삼각 프리즘을 구비한다. 각 전기광학 변조기(5)의 제어장치(6) 는, 색 동기화기(36)에 접속된다. 게다가, 전기광학장치는, 3개의 조명기(13)를 구비하고, 각 조명기는, 적색 R, 초록 G 및 청색 B 방사원과, 다이크로익 미러의 시스템(27)과, 적어도 시각화용 조리개(17)를 포함한 시각화기(16)와, 인식장치(18)를 구비한다. 적색 αR, 초록αG 및 청색αB 방사선의 대응한 변조기(5)의 변형가능 금속층(2)에의 입사각은, 대응한 각도 공명곡선의 반폭의 절반ΔΘR, ΔΘG 및 ΔΘB을 초과하지 않는, 본 공명각으로부터 편차를 갖는 변조기마다 각도 공명 곡선들의 공명각 ΘR, ΘG 및 ΘB와 같고, 각 제어장치(6)는, 금속층(2)의 변형을 일으키고 표면 플라즈몬 공명 현상이 표면적으로 종료되는 양만큼 대응한 입사각 αR, αG 및 αB 의 변경을 일으키는, 전기신호들을 대응한 변조기(5)의 전극계(9)에 공급하는 기회로 이루어진다. 각 제어장치(6)는 대응한 조명기(13)에 전기접속되고, 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)의 입사측은 대응한 조명기(13)의 방사선에 수직하게 배치되고, 출사측은 상기 변조된 색 방사선 각각을 광축에 평행하게 상기 시각화기(16)로 향하게 하는 기회로 이루어진다.
본 발명의 상기 제안한 변형은, 색 전기광학장치의 가격을 감소시키도록 3개의 색 모두에 대해 일체화한 전기광학 변조기를 구비한다. 그들 각각의 작업의 최적화에 의해, 인식장치(예를 들면, 색 프로젝터의 스크린에)에 최대전력을 얻을 수 있다.
이와 같이, 전기광학장치의 제 1 변형에서도 마찬가지로, 시각화용 조리개(29)는, 시각화용 조리개(29)를 검게하는 최고품질에서도 방사선의 일부가 방출되기 때문에 광축에 대한 각도 이하에 배치된 미러의 형태로 이루어질 수 있다. 광 축에 대한 각도 이하에 배치된 조리개를 시각화하는 미러의 사용에 의해, 전기광학장치로부터 시각화용 조리개에 의해 차단된 방사선을 취득할 수 있다. 그것은 송신된 정보의 품질을 상승시킨다. 아울러, 상기 광학 트랩(30)이 설치될 수 있고, 상기 시각화용 조리개(29)는 제로차의 광 방사선을 광학 트랩(30)으로 향하는 기회로 배치될 수 있다. 이러한 본 발명의 변형의 이점은, 기생 방사선 전파없이 광 에너지의 변환의 기회이다.
또한, 제안한 광 방사선의 변조방법의 실현 예가 있다. 전기광학 변조기와 전기광학장치의 제안된 변형들의 실행의 바람직한 변형들의 과제를 기재한다.
상기 제안한 광 방사선의 변조방법은, 변조된 광 방사선(1)을, 유전율이 서로 다르거나 동일한 제 1 변형가능 유전층(3)과 제 2 변형가능 유전층(4) 사이의 경계면에 위치된 금속층(2)의 표면으로 향하는 방향에 의해 실현된다. 그 경우에 변형가능 유전층 중 적어도 하나는, 상기 변조된 광 방사선(1)을 투과한다. 광 방사선(1)은, 상기 경계면의 외부 전계의 영향 때문에 금속층(2)의 변형으로 인해 광 방사선(1)의 금속층(2)에의 입사각의 변동에 의해 변조된다. 상기 변조된 편광 광 방사선(1)은, 표면 플라즈몬 공명 현상을 발생하는 입사각 α이하에서 금속층(2)의 표면에 전송된다. 금속층(2)은, 금속층(2)의 표면상의 광 방사선(1)의 입사각 α의 변화가 표면 플라즈몬 공명 현상의 조건을 위반하도록 변형된다.
기술적으로, 유전체 표면에 배치된 일부의 금속층(2) 상에 있는 표면 플라즈몬 공명 현상의 특성이 공지되어 있다. 특정 조건 하에서, 얇은 금속층의 표면에 입사하는 방사선은, 2개의 다이버스 매질의 경계면을 따라 진행하고 통상의 전자기 파와 서로 다른 특성을 갖는다. 이들 특성은, 표면 플라즈몬 공명의 곡선(도 1b)을 특징으로 한다. 통상, 표면 플라즈몬 공명의 각도 공명곡선의 각도 Θ는, 완전 내부 반사의 유리 각도 이상이고, 각도 공명곡선의 반폭 2ΔΘ는 다소 좁다. 이러한 곡선의 형태는, 유전층들(3,4)과 그들에 접촉하는 금속층(2)의 특성에 의존한다(표 1,2 참조). 공지된 방법들은, 표면 플라즈몬 공명 현상의 각도 공명곡선의 강도의 최소값의 종래의 등록에 의거한다. 2개의 종래의 방법이 공지되어 있다: 프리즘법(Kretschmann,Otto)과 회절격자법[Kretschmann E.Zs.Phys.,241,313(1971); Otto A.Zs,Phys.,216,398(1968);Schuk P Ann. Rev.Biohysics Biomolec.Structures 26541(1997)]. 우리가 제안한 방법에서는, 릴리프를, 유전성 변형가능층 중 하나가 탄성 점도 특성을 갖는 경우에도, 2개의 유전성 변형가능층 사이에 설치된 얇은 변형가능 금속층에 생성한다. 이 릴리프는, 외부 힘, 예를 들면 상기 변조된 전기장의 액션으로 인해 형성된다.
제안된 방법의 2가지 주요 이점을 언급해본다. 먼저, 표면 플라즈몬 공명현상이 광 변화의 위상 등록에 있어서 공명의 최대값 근처에 있는 독특한 감도를 달성하는 것이 가능하다. 둘째로, 처음으로, 얇은 금속층의 일부와 그것의 전체 면 양쪽에 입사 방사선의 선택적 주사의 기회가 있다. 양쪽의 경우에, 릴리프는 실시간의 스케일로 변화할 수 있다(겔 변형가능층의 응답시간이 1마이크로초에 보다 근접한다). 셋째로, 상술한 방법에 의해 얇은 변형가능 금속층의 표면의 각도 파라미터를 정밀하게 위치지정할 수 있을 뿐만 아니라, 그들을 제때에 변화시킬 수 있다. 달리 말하면, 처음으로, 동적모드에서 표면 플라즈몬 공명에 관해 작동하는 기회가 있다.
그래서, 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생의 경우, 상기 변조된 광 방사선(1)의 금속층(2)에의 입사각 α이 각도 공명 곡선의 최소값에 대응한 공명각 Θ과 같다는 것을 보장한다. 이론적으로 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생은, 제로와 같지 않은 각도 공명 곡선의 대응한 값에 대한 상기 변조된 광 방사선의 금속층에의 입사각 α의 모든 값에서 실재한다. 그러나, 안정한 변조를 보장하기 위해서는, 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생은 공명각Θ과 같은 상기 변조된 광 방사선(1)의 금속층(2)에의 입사각 α을 제공하는데 바람직하고, 그 공명각은 각도 공명곡선의 반폭 2ΔΘ을 초과하지 않는 상기 공명각으로부터의 편차를 갖는 각도 공명곡선의 최소값에 해당하고, 가장 바람직하게는 각도 공명곡선의 반폭의 절반 ΔΘ을 초과하지 않는 상기 공명각으로부터의 편차를 제공하는 것이다.
그리고, 표면 플라즈몬 공명 현상 발생 조건의 위반으로, 상기 변조된 광 방사선(1)의 금속층(2)에의 입사각 α는, 각도의 범위(Θ±ΔΘ) 밖에 입사각이 있도록, 즉 그 변조된 광 방사선의 입사각 α이 더 크거나(Θ+ΔΘ) 더 작도록(Θ-ΔΘ) 변경된다. 그래서, 각도의 범위(Θ±ΔΘ) 밖에 입사각이 있도록 변조 광 방사선(1)의 금속층(2)에의 입사각 α을 변경시키는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 각도 공명 곡선이 제로와 같지 않은 값을 갖는 입사각의 범위 밖에 있는 것이다. 이러한 방법에서는 밸브 종류의 작동을 보장한다. 그 특정한 경우에는, 릴리프 위상 변조기가, 표면 플라즈몬 공명 현상을 사용하지 않고 작동할 수 있다.
그리고, 광 방사선(1)은, 투과시키는 제 1 변형가능 유전층(3)으로부터 또 는, 투과시키는 제 2 변형가능 유전층(4)으로부터 변형가능 금속층(2)의 표면에 전송될 수 있다. 그리고, 또한, 제 1 변형가능 유전층과 제 2 변형가능 유전층 양쪽이 동시에 투과시키는 것도 실재한다.
그리고, 이미 상술한 것처럼, 금속층(2)에 영향을 미치는 외부 전계로서, 예를 들면 변조된 전기장을 사용하는 것이 가장 유리하다. 그러나, 변형은, 다른 외부 영향, 예를 들면, 초음파, 압력식 제트 등에 의한 영향에 의해 이루어질 수 있다.
도 2a에 도시된 제 1 변형에 의한 전기광학 변조기는, 다음과 같이 작동한다. 진폭이 기록된 정보에 해당하는 예를 들면, 직사각형 전압 임펄스 형태의 전기신호들은, 제어장치(6)로부터 전극계(9)에 입력된다. 이 때문에, 판드로모티브 힘은, 금속층(2)으로 덮인 제 1 변형가능 유전층(3)과 제 2 변형가능 유전층(4) 사이의 경계면에서 생긴다. 이들 판드로모티브 힘으로, 금속층(2)으로 덮인 제 1 변형가능 유전층(3)의 프리(free) 표면의 변형(릴리프)이 발생한다. 유전매질의 경계면은, 입사 방사선의 면에 있는 편광 벡터를 갖고 각도 공명곡선의 반폭 2ΔΘ보다 작은 다이버전스를 갖는 모노크로매틱 선형 편광된 광에 의해 어떤 각도하에서 조사된다. 입사각 α가 공명각(Θ+ΔΘ)와 같은 경우, 변형이 없을 때 표면 플라즈몬 공명 현상이 생기고, 방사선(1)은 얇은 금속층(2)을 따라 간다. 상기 생성된 릴리프로 인해 방사선의 변형가능층(2)의 표면에의 입사각이 표면 플라즈몬 공명현상의 발생을 보장하지 않는 경우, 그 방사선은 완전 내부 반사의 법칙하에서 경계면에서 반사된다. 그래서, 변조기는 초기에 언급된 것처럼 작동한다(예를 들면, 2001년 7 월 5일에 공개된 WO 01/48531 A2 참조).
도 2d에 도시된 제 1 변형에 의한 전기광학 변조기는, 다음과 같이 작동한다. 제 2 측으로서 광 방사선의 경로 상에 있는 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)을 투과적 유전성 기판으로서 사용한다. 입사 광 방사선(1)은, 제 1(입사)측에서 진행하고, 또 다른 방사선은 금속층(2)이 적층된 제 1 변형가능 유전층(3)으로 덮인 투과적 전기전도층(8) 위에 투과적 유전성 기판인 제 2 측에서 진행한다. 광 방사선(1)은 제 2 측으로부터의 완전 내부 반사 후 제 3(출사)측으로부터 출사한다. 완전 내부 반사의 삼각 프리즘으로, 방사선(1)의 입출력을 단순화할 수 있고, 전기광학 변조기의 방해없이 전기광학 변조기의 작동의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 3에 성능의 예시들이 도시된 제 2 변형의 전기광학 변조기는 다음과 같이 작동한다. 진폭이 기록된 정보에 해당하는 예를 들면, 직사각형 전압 임펄스 형태의 전기신호들은, 평탄한 평행판(7)(도 3a)의 형태 또는 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)의 형태(도 3c)로 이루어진 유전성 기판 위에 배치된 전극계(9)에 제어장치(6)로부터 입력되고, 상기 평행판이나 상기 삼각 프리즘은 상기 적층된 금속층(2)과 함께 제 1 변형가능 유전층(3)에 의해 덮인다. 그 때문에, 금속층(2)으로 덮인 제 1 변형가능 유전층(3)과 (이 경우에 변형가능 금속층(2)과 접촉하는 유전매질(12)이 사용된) 제 2 변형가능 유전층 사이의 경계면에, 그것 위에서 변형(릴리프)을 발생하는 판드로모티브 힘이 생긴다. 유전매질의 경계면은, 입사 방사선의 면에 있는 편광 벡터를 갖고 각도 공명곡선의 반폭보다 작은 다이버전스를 갖는 모노크로매틱 선형 편광된 방사선에 의해 각도 α이하에서 조사된다. 입사각 α가 공 명각Θ와 같은 경우, 변형이 없을 때 표면 플라즈몬 공명 현상이 생기고, 방사선(1)은 얇은 금속층(2)을 따라 간다. 상기 생성된 릴리프로 인해 방사선의 변형가능층(2)의 표면에의 입사각이 표면 플라즈몬 공명현상의 발생을 보장하지 않는 경우, 그 방사선은 완전 내부 반사의 법칙하에서 경계면에서 반사된다. 그래서, 변조기는 초기에 언급된 것처럼 작동한다(예를 들면, 2001년 7월 5일에 공개된 WO 01/48531 A2 참조).
도 3a에 도시된 전기광학 변조기에서는, 제 2 변형가능 유전층(4)은 변조된 광 방사선(1)을 투과하고, 방사선은 제 2 변형가능 유전층(4)으로부터 간다. 이것에 의해, 회절격자식 표면 플라즈몬 공명 현상의 모드에서 전기광학 변조기를 사용할 수 있다.
도 3b에 도시된 전기광학 변조기에서는, 변조된 광 방사선(1)을 유전성 기판(7), 전극계(9) 및 제 1 변형가능 유전층(3)은 투과시킨다. 이 경우에, 광학 접속을 향상시키기 위해서, 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)(도 3c) 또는 원통형 평볼록 렌즈(도 3d)를 사용할 수 있다. 그래서, 제 2 변형가능 유전층(4) 또는 매질(12)로부터 정보를 판독하는 기회를 유지한다.
투과적 유전성 기판의 용량에 있어서 완전 내부 반사용 삼각 프리즘을 사용하는 경우, 입사 광 방사선(1)은, 제 1(입사)측에서 진행하고, 또 다른 방사선은 투과적 전극계(9)가 설치된 제 2 측에서 진행한다. 상기 투과적 전극계(9)는, 적층된 금속층(2)과 함께 제 1 변형가능 유전층(3)에 의해 덮인다. 제 2 측으로부터의 완전 내부 반사 후 제 3(출사)측으로부터 광 방사선(1)을 출사한다. 완전 내부 반 사의 삼각 프리즘으로, 방사선(1)의 입출력을 단순화할 수 있고, 전기광학 변조기의 작동의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 3d에 도시된 전기광학 변조기(5)에서는, 제 2 변형가능 유전층으로서, 변형가능 금속층(2)에 접촉하는 유전매질, 예를 들면 공기를 사용한다. 투과적 유전성 기판으로는 원통 평볼록렌즈를 사용하고, 그것의 원통면은 입사 광 방사선(1)에 수직한다. 원통렌즈의 사용으로, 입사 광 방사선(1)이 보다 손실이 작은 금속층(2)과의 광 접촉을 얻을 수 있다.
도 3e에 도시된 전기광학 변조기(5)에서는, 변형가능 금속층(2)으로 향하는 측면으로부터 전기전도층(8)에 의해 덮인 평탄한 평행판 형태의 유전체 기저(10)를 추가하고, 전기전도층(8)과 변형가능 금속층(2) 사이의 공간은, 제2 변형가능 유전층(4)으로 채워지고, 전기전도층(8)은 제어장치(6)에 전기접속된다. 전기전도층(8) 형태의 추가의 전극의 인가에 의해, 전극계(9)에 입력된 전기신호를 강화할 수 있다. 전극계(9)의 실행의 변형들은 여러 가지가 있다(예를 들면, WO 01/48531 A2 참조).
도 4에 도시된 제 1 변형의 전기광학장치는, 다음과 같이 작동한다. 완전 내부 반사용 삼각 프리즘 위에 배치되고 상기 적층된 금속층(2)과 함께 제 1 변형가능 유전층(3)에 의해 덮인 전극계(9) 위에, 전기신호들이 제어장치(6)에 입력된다. 이 때문에, 판드로모티브 힘은, 금속층(2)으로 덮인 제 1 변형가능 유전층(3)과 제 2 변형가능 유전층(4) 사이의 경계면에서 생긴다. 이들 판드로모티브 힘은, 변형(릴리프)을 발생한다. 유전매질의 경계면은, 입사 방사선의 면에 있는 편광 벡터를 갖고 각도 공명곡선의 반폭보다 작은 다이버전스를 갖는 모노크로매틱 선형 편광된 방사선에 의해 각도α이하에서 조사된다. 변형이 없을 때 입사각이 공명각 Θ과 같은 최적의 경우에, 입사각이 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생을 보장하는 경우에, 그 방사선(1)은 얇은 금속층(2)을 따라 간다. 나머지 방사선은 비쥬얼 분석기(16)로 가서 시각화용 조리개(17)에 의해 흡수되어, 인식장치(18) 내로 가지 않는다.
상기 생성된 릴리프로 인해 방사선의 변형가능층(2)의 표면에의 입사각이 표면 플라즈몬 공명현상의 발생을 보장하지 않는 경우, 그 방사선은 완전 내부 반사의 법칙하에서 경계면에서 반사되어, 시각화기(16)에 얻어진다. 방사선의 유용한 일부는, 시각화용 조리개(17)에 의해 인식장치(18)에서 얻어진다.
도 5에 도시된 전기광학장치는, 다음과 같이 작동한다. 방사선(1)은 조명기(13)를 떠나고, 이 조명기는, 일관되게 배치된 방사원(14), 시준용 대물렌즈(15), 편광기(19) 및 제 1의 1/4파장판(20)을 구비하고, 프리즘(11)을 통해 상기에서 작동이 기재된 변조기(5)에서 얻어진다. 시각화기(16)는, 시각화용 조리개(17), 제 2 편광기(19), 제 2의 1/4파장판(20) 및 푸리에 대물렌즈(21)를 구비한다. 상기 시각화용 조리개(17)는, 푸리에 대물렌즈(21)의 초점면에 위치된다.
개발된 (신호) 방사선의 위상의 공간적 분포는 다른(기본) 방사선과의 간섭으로 인해 드러날 수 있다는 것이 [V.E.Kochergin, etc., Quantum electronics, volume 25, No9(1998),p.p.857-861]에 공지되어 있다. 입사각에 상기 반사된 방사선의 위상의 의존은, 상기 반사된 빔이 광 입사면에서 분산되는 경우 쉽게 관측될 수 있고, 간섭빔의 축 컨버전스의 각도는 다른 면에 있다. 우리의 경우에는, 금속 층(2)으로부터 상기 반사된 방사선의 위상의 변화를 관측할 수 있는데, 그 이유는 상기 반사된 방사선이 릴리프 회절격자상의 회절과, 다른 면에서의 간섭 방사선의 축 컨버전스의 각도로 인해 분산된다. 인식장치(18)에서는 간섭 형태가 관측된다. 여기서, 간섭 가장자리는, 신호 방사선의 입사각에 관한 위상의 필요한 각도 의존을 나타낸다. 이러한 처리를 최적화하기 위해서, 편광기(19)와 1/4 파장판(20)을 조명기(13)와 시각화기(16)에 삽입한다. 금속층(2)의 표면의 위상(기계적) 릴리프는, (임의의 회절격자와 마찬가지로) 광 방사선을 차단 및 편광한다. 처음으로, 표면 플라즈몬 공명 현상의 공간적 및 시간 제어의 조합의 기회가 있다. 공간 제어에 의해, 많은 개발 샘플을 검출할 수 있고, 시간 제어는 각 샘플의 검출 기술을 단순화할 수 있다. 푸리에 대물렌즈(21)의 위상면에서의 시각화용 조리개(17)를 추가로 사용하면, 필요한 경우 고 콘트라스트로 방사선(1)의 위상 변화로부터 진폭 변화로 변환할 수 있다.
얻어진 파면의 진폭 및 위상의 특성에 관한 정보는, 대물렌즈(22), 파면 품질 분석기(23) 및 검출기(24)에 의해 제어장치(6)로 진행한다. 제어장치(6)가 이러한 피드백에 의해 파면의 위상과 진폭의 보정의 기회로 이루어지는 한, 상기 보정된 전기신호는 다시 전극계(9)로 진행한다.
본 장치의 이점은, 간섭 빔이 동일한 광학소자를 통과하기 때문에 기생 잡음과 드리프트로부터 안전하다는 것이다. 그 간섭 가장자리의 모양은, 공지된 방법에 의해, 예를 들면 편광면이 서로 다른 기본 및 신호 빔의 방향을 변화시킬 수 있는 2개의 굴절소자에 의해 변화될 수 있다.
도 6에 도시된 전기광학장치는, 다음과 같이 작동한다. 본 장치의 변형에서는, 조명기(13)로부터의 편광 방사선이, 완전 내부 반사용 삼각 프리즘을 통과한 표면 플라즈몬 공명의 각도 θ이하에서 전기광학 변조기의 금속층(2)으로 향한다. 그 방사선의 일부는, 표면 플라즈몬 공명으로 인한 표면 광파를 발생한다. 방사선의 다른 부분은, 완전 내부 반사로 인해, 추가의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)에서 얻어지고 전체 또는 일부에서는 추가의 금속층(25)의 표면 광파로 변환된다. 나머지 방사선은, 시각화용 조리개(17)에 푸리에 대물렌즈에 의해 초점이 맞추어진다. 제어장치(6)로부터의 전기신호들의 전극계(9)에의 입력에서는, 전기광학 변조기의 금속층(2)에 기계적 릴리프가 생성된다.
릴리프의 진폭 변화로, 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생 조건이 유지되는, 예를 들면 입사각의 변화가 각도 공명곡선의 반폭의 절반보다 작은 방사선의 각도 편차가 생기게 되는 경우, 간섭 가장자리는, 상술한 것처럼, 인식장치(18)의 스크린 상에 생길 것이다.
릴리프의 진폭 변화로,표면 플라즈몬 공명 현상의 발생 조건의 위반이 생기거나, 또는 적어도 광 분포 방향의 변화에 관한 그것의 영향이 상당히 감소하게 되는 방사선의 각도 편차가 생기는 경우(예를 들면, 입사 방사선의 분포 방향의 변화의 결과에서 입사각이 각도 공명 곡선의 반폭에 해당하는 값들의 밖에 있는 경우), 릴리프 정보에 따른 첫 번째 및 다른 최대 차수의 방사선은 인식장치(18)에 의해 밝기의 계조의 형태로 시각화될 것이다.
추가의 금속층(25)을 전기광학장치의 광로에 설치하는 것에 의해, 그들 중 첫 번째의 릴리프가 없을 때 각 금속층(2)에서 표면 플라즈몬 공명 현상으로 인한 화상의 콘트라스트가 증가할 수 있다. 제 2 층에의 용이한 접근법으로, 센서 제어로서 전기광학장치를 사용할 수 있다. 표면 플라즈몬 공명의 여기 조건은 금속층의 특성뿐만 아니라, 본 층이 경계가 되는 매질의 유전 특성에 의존한다는 것이 알려져 있다. 그러므로, 금속층의 표면의 어떠한 유전체막도 표면 플라즈몬 공명 현상의 각도 공명곡선의 특성을 변화시킨다. 그들은, 인식장치(18)에 의해 등록될 수 있다. 제 1 금속층(2)의 릴리프의 제어에 의해, 콘트라스트와, 광 방사선의 편광과, 또 방사선의 제 1 금속층(2)의 릴리프 상의 회절로 인한 제 2 금속층(25)에의 입사각을 변화시킬 수 있다. 이러한 본 발명의 실현의 변형은, 기체, 액체 또는 단단한 유전성 물체(33)와 제 2 금속층(25)의 표면 사이의 광 접촉의 실현의 기회가 있기 때문에 유전매질의 특성의 변화에 실시간으로 반응하는 고감도 센서 제어로서 사용된다.
게다가, 추가의 유전체 기저(10)와, 추가의 유전체 기저(10)와 추가의 금속층(25) 사이에 배치된 침지 광학층(35)을 설치할 수 있다. 그래서, 기체의, 액체의 또는 단단한 유전성 물체(33)는, 추가의 유전체 기저(10)의 표면에 설치될 수 잇다. 이러한 설계로 개발의 대상을 용이하게 변경하고, 환경의 변화의 모니터링을 포함한 측정을 실시간으로 할 수 있다.
도 7에 도시된 전기광학장치는, 다음과 같이 작동한다. 이 경우에, 상기 전기광학장치는, 2개의 전기광학 변조기(5)를 구비한다. 상기 제 2 전기광학 변조기(5)의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)의 출사측은, 제 2 전기광학 변조기(5) 의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)의 입사측에 광학적으로 매칭되어 있고, 이 프리즘의 출사측은 광축에 수직하게 배치되고 시각화기(16)측으로 향하게 되고, 제 1 및 제 2 변조기(5)의 제어장치(6)는, 균일한 제어블록(26)의 형태로 이루어진다. 양쪽의 변조기에서 전기신호가 없는 경우, 표면 플라즈몬 공명으로 인한 제 1 변조기(5)에서의 방사선(1)은, 광축으로부터 편차가 있다. 그 방사선의 일부가 제 2 변조기(5)에서 얻어지는 경우, 이 경우에도 방사선은 금속층(2)을 따라 가서 광축으로부터 편차가 생긴다. 제 2 변조기(5)를 통과한 후 나머지 방사선은, 추가로 시각화용 조리개(17)에 의해 차단된다. 그래서, 이러한 상기 전기광학장치의 변형에 의해, 초고 콘트라스를 얻는 것이 가능하다. 전극계(9)의 등배향 전극의 동일한 신호들의 제공시에, 본 장치의 작동의 2개의 변형을 실현할 수 있다.
릴리프의 진폭 변화로,표면 플라즈몬 공명 현상의 발생 조건의 위반이 생기는 방사선의 각도 편차가 생기는 경우, 릴리프 정보에 따른 첫 번째 및 다른 최대 차수의 방사선은 인식장치(18)에 의해 밝기의 계조의 형태로 시각화될 것이다. 그래서, 콘트라스트는, 그 초기값의 제곱에 비례적으로 증가할 것이다. 그 경우에, 제 1 및 제 2 전기광학 변조기(5)의 릴리프 진폭의 변화에 의해 표면 플라즈몬 공명 현상의 존재를 제공하는 방사선의 각도 편차가 생기는 경우, 예를 들면 각도 편차가 각도 공명곡선의 반폭의 절반보다 작은 경우, 인식장치(18)의 간섭 가장자리에 관한 전기신호의 영향의 서로 다른 효과(강화 또는 약화)를 실현할 수 있다. 2개의 변조기가 동기적으로 작동하는 경우, 신호 공급에 있어서 고차로 제 1 변조기에 의해 변환되지 않는 제로차의 방사선의 일부는 제 2 변조기에 의해 변환된다. 콘트라스트의 증가와 상술한 전기광학장치의 동적 범위의 확대에 관해 하나 이상의 방법이 있다.
표면 플라즈몬 공명 현상의 존재의 조건이 깨진 각도 이하에서 방사선(1) 전송되는 경우, 신호가 없을 때의 전체 방사선은, 비쥬얼 분석기(16)에서 얻어질 것이다. 신호 전환과 릴리프의 발생에 있어서, 방사선의 금속층(2)에의 입사각은 (Θ±ΔΘ)의 범위 내에 있다. 표면 플라즈몬 공명으로 인한 방사선(1)의 일부 또는 전부 억제에 대한 정보는, 인식장치(18)에 의해 등록될 것이다. 소위 <<밝은 장>> 프로젝터의 변형에서는, 시각화용 조리개(17)에 의해 콘트라스트를 실질적으로 증가시킬 것이다.
화상 프로젝션의 <<밝은 장>> 광학구성이, <<어두운 장>> 광학 구성보다 작은 콘트라스트와 동적범위를 갖는다는 것이 공지되어 있다. 제안된 본 발명에서는 이러한 단점을 해결한다.
칼라 화상을 수신하기 위해서, 2개의 조명기(13)는, 하나의 전기광학 변조기를 포함한 전기광학장치(5)에 추가로 설치된다(도 8a). 상기 제 1, 제 2 및 제 3의 조명기(13)의 방사원은, 적색 R, 초록 G 및 청색 B의 방사원의 형태로 이루어진다. 적색 αR, 초록αG 및 청색αB 방사선의 변형가능 금속층(2)에의 입사각은, 방사선마다 각도 공명곡선들의 공명각 ΘR, ΘG 및 ΘB와 같도록 선택된다. 적색, 초록 및 청색 조명기(13)로부터의 변조된 방사선은, 다이크로익 미러의 시스템(27) 상에서 얻어진다. 코리니어 스트림의 형태로, 방사선은 시각화기(16)와 인식장치(18)에서 얻어진다. (도 8a에는 미도시된) 제어장치(6)는, 조명기(13)에 전기접속되고, 전기광학 변조기(5)의 온으로의 전환에 동기하여 적색, 초록 및 청색 방사원(14)으로 전환한다.
공지된 장치와 비교하여 연속적인 색 전환에 의한 고 콘트라스트는, 금속층에 여러 가지 파장으로 입사 방사선에 일관되게 작동하는 동일한 금속층(2)에 대한 공명각의 선택에 의해 달성된다. 이러한 콘트라스트는, 애크로매틱 푸리에 대물렌즈(21)와 시각화용 조리개(17)의 사용시에 더욱 강화될 수 있다.
프리즘(20)의 입사측으로부터 방사선의 반사 손실을 줄이기 위해서, 전기광학 변조기의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)의 입사측은 색 방사선 중 하나의 전송방향에 수직하게 위치될 수 있다.
도 8b에 도시된 전기광학장치는, 3개의 전기광학 변조기(5)를 구비하고, 각 전기광학 변조기는, 기판으로서 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)을 구비하고 3개의 조명기(13)는 추가로 설치된다. 그래서, 제 1, 제 2 및 제 3의 조명기(13)의 방사원(14)은, 적색 R, 초록 G 및 청색 B의 방사원의 형태로 이루어진다. 상기 전송된 텔레비전 또는 컴퓨터 정보에 대응한 전기신호들은, 적색, 초록 및 청색의 방사선에 대응한 변조기(5)에 평행하게 입력된다. 신호들은, 금속층(2)의 표면의 릴리프로 변환된다. 따라서, 적색 αR, 초록αG 및 청색αB 방사선의 금속층(2)에의 입사각은, 상기 전기광학 변조기(5)마다 각도 공명 곡선들의 공명각 ΘR, ΘG 및 ΘB와 같다. 이들 3개의 모든 전기광학 변조기(5)를 위해, 하나의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘을 사용한다. 광축상의 시각화기(16) 앞에, 다이크로익 미러의 시스템(27)이 배치된다. 미러는, 방사선이 비쥬얼 분석기(16)에 대해 평행한 광축으로 통과되도록 3개의 모든 방사원(14)으로부터 방사선의 방향을 변화시킨다. 모든 전기광학 변조기(5)의 제어장치(6)는, 조명기(13)의 방사원(14) 각각에 전기접속되고 각 전기광학 변조기(5)와 접속하는 동기화기 균일 제어블록(26)의 형태로 이루어진다. 상기 동기화기 균일 제어블록(26)에 의해, 적색 R, 초록 G 및 청색 B 방사원(14)은, 주어진 색에 대응한 전기광학 변조기(5)와 동기적으로 전환된다.
방사선의 반사를 감소시키기 위해서, 매칭 디테일(28)은, 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)의 입사측 앞에 삽입될 수 있다. 각 방사원(14)으로부터의 방사선은, 방사원의 옆으로 향하는 그것의 표면에 수직하게 진행한다. 입사 방사선(1)측으로 향하는 매칭 디테일(28)의 표면은 원통으로서 또는 3변을 포함하는 것으로서 이루어지고, 이들 각 변은 방사원(14) 중 하나의 방사선에 수직하다. 프리즘(11)의 입사측으로 향하는 매칭 디테일의 표면은 평탄하다.
게다가, 시각화용 조리개는 광축에 대한 각도 이하에 배치된 미러(29)의 형태로 이루어질 수 있다. 그 경우에, 그 미러(29)가 배치되는 푸리에 대물렌즈(21)의 위상면에, 예를 들면, 제로차의 회절만이 있는 경우, 전체 방사선은 미러(29)에서 반사되어 광축에 대한 각도 이하에서 연장된다. 이러한 각도는, 미러의 위치에 의해 규정된다. 위상면에서의 방사선이 고차의 형태로 나타나는 경우, 방사선은 시준용 대물렌즈(15)에서 얻어져 동일한 방향으로 연장된다. 아울러, 본 장치에서는 광학 트랩(30)을 설치할 수 있고, 미러(29)로서 이루어진 시각화용 조리개는, 0차의 광 방사선이 광학 트랩(30)으로 향하는 기회로 배치된다. 이 경우에, 방사선의 재반사는 완전하게 억제된다. 광학 화상의 품질과 콘트라스트는 향상된다.
도 10에 도시된 전기광학장치는, 일단부가 유전성 액체를 갖는 기체 볼륨 또는 탱크와 접속된 파이프라인(31)을 포함하고, 제2의 단부를 통해 그 기체 또는 유전성 액체는, 전기광학 변조기(5)의 변형가능 금속층(2)의 표면에 공급된다. 제어장치(6)는, 전극계(9)와 금속층(2) 사이의 갭에서 전극계(9)에 입력된 전기신호들에 의해 러닝 웨이브를 생성한다. 러닝 웨이브의 이동으로, 기체 또는 유전성 액체가 그 갭의 반대 단부로 밀린다. 즉, 러닝 웨이브에 의해, 전극계(9)와 금속층(2) 사이의 갭에서 유전 매질의 이동에 대한 <<펌프 이펙트>>를 생성할 수 있다. 평단에 의해 밝혀진 것은, 러닝 웨이브의 속도는 초당 1미터 위쪽이다. 상기 매질은, 0.02초동안 2센티미터 길이의 갭에서 완전하게 재발생된다. 유전매질의 특성 변화시에 각도 공명 곡선의 특성의 변화로 인해(또는 신종의 유전매질의 발생), 이들 특성의 변화는 인식장치(18)에 의해 특정 시간동안 등록될 수 있다. 상기 제안한 본 발명의 변형은, 유전매질의 특성 변화에 대해 실시간으로 반응하는 고감도 센서로서 사용될 수 있다.
도 11에 도시된 전기광학장치는, 다음과 같이 작동한다. 색마다 3개의 제어장치(6)는, 색 동기화기(36)에 의해 동기화되어 작동된다. 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11) 형태의 유전 기판을 각각 포함한 3개의 조명기(13)와 3개의 전기광학 변조기(5)는, 제어장치(6)에 전기접속된다. 대응한 전기광학 변조기(5)에 의해 변조된 방사선은, 비쥬얼 분석기(16)와 인식장치(18)에서 다이크로익 미러의 시스템(27) 상에서 얻어진다. 색마다 전기광학 변조기(5)의 전극계(9)에서는, 각 제어장치(6)로부터 전기신호가 입력된다. 잡음을 억제하기 위해서, 각 전기광학 변조 기(5)의 금속층(2)은 투과적 전기전도층(8)에 전기접속된다. 그 금속층(2)의 두께와 재료는, 주어진 광 파장에서 전기신호가 없을 때 표면 플라즈몬 공명 현상을 발생하도록 선택된다. 대응한 조명기(13)로부터의 방사선의 다이버전스 각도는, 표면 플라즈몬 공명 현상의 각도 공명 곡선의 반폭미만으로 선택된다. 전기신호가 없을 때 조명기(13)로부터의 방사선의 금속층(2)에의 입사각은, 각도 공명곡선의 반폭의 절반을 초과하지 않는 본 각도로부터의 공명각 θ과 같도록 선택된다. 방사선의 금속층(2)에의 입사각은, 대응한 제어장치(6)로부터 전극계(9)에의 전기신호 공급에서의 릴리프의 발생으로 인해 변화된다. 이들 변화는, 시각화기(16)에 의해 검출되고, 인식장치(18)에 의해 등록된다.
3색에 대한 전기광학 변조기의 균일한 설계로, 본 장치의 설계, 그 제조기술을 단순화하고, 그 결과로서 칼라 전기광학장치의 가격을 저하시킬 수 있다. 높은 감도, 콘트라스트 및 해상도는, 예를 들면 칼라 프로젝터의 스크린에서와 같은 광 방사선의 사용의 고효율을 겸비한다. 무엇보다도, 그것은, 색마다 릴리프의 형태 및 깊이에 관한 최적화와 3색에 관한 병렬 전환으로 인해 달성된다.
시각화용 조리개는, 시각화용 조리개(29)를 검게하는 고품질에서도 방사선의 일부가 방출되기 때문에 광축에 대한 각도 이하에 배치된 미러의 형태로 이루어질 수 있다. 광축에 대한 각도 이하에 배치된 조리개를 시각화하는 미러 사용에 의해, 전기광학장치로부터 시각화용 조리개에 의해 차단된 방사선을 취득할 수 있다. 그것은 송신된 정보의 품질을 상승시킨다. 게다가, 상기 광학 트랩(30)은 전기광학장치에 설치될 수 있고, 상기 시각화용 조리개는 제로차의 광 방사선을 광학 트 랩(30)으로 향하는 기회로 배치된다. 이러한 본 발명의 변형의 이점은, 방사선의 기생분포없이 열 에너지에서의 광 에너지의 변환의 기회가 있다.
본 발명에서의 전기광학장치는, 예를 들면 다음과 같이 이루어질 수 있다. 제 1 유전성 변형가능층(3)은, 예를 들면, 두께 2-50미크론의 폴리오간실록산 겔로 이루어질 수 있다. 이러한 겔은, 예를 들면 2004년 6월 10일에 공개된 특허 RU 2230348 C1에 기재되어 있다. 또한, 제 2 유전성 변형가능층(4)도 두께 2-50미크론의 겔 또는 에어 갭으로 이루어질 수 있다. 금속층(2)은, 은, 금 또는 다른 금속으로 이루어질 수 있다. 이러한 금속층의 두께는, 예를 들면 금의 경우는 50나노미터이다. 투과적 유전성 기판(7)과 유전체 기저(10)는, 석영 유리로 이루어질 수 있다. 상기 투과적 전기전도층(8)은, 산화인듐으로 이루어질 수 있다. 단층 또는 다층의 전극계(9)는, 금, 알루미늄, 크롬, 몰리브덴으로 이루어질 수 있다. 전극의 두께는, 수십 미크론 부분일 수 있다. 방사원(14)으로서는, 기체 레이저, 반도체 레이저 또는 기타 레이저를 사용할 수 있다. 예를 들면, 파장이 633나노미터인 헬륨 네온 레이저. 기타 구성요소 및 블록으로서 표준 구성요소 및 블록들을 사용할 수 있다. 광 파라미터의 상세 내용은 공지된 방법으로 산출된다.
릴리프의 깊이와 주기의 산출은, 금속층(2)이 두께 50나노미터의 금막의 형태로 이루어지고 제 1 유전성 변형가능층(3)의 표면에 설치되는 경우와, 제 2 유전성 변형가능층(4)으로서 공기가 선택되는 경우의 일례로서 이하에 나타낸다. 겔 굴절계수는 n0=1.52라고 가정한다. "그것이 오프로 전환됨"의 조건에서, 플라즈몬 공 명의 각도 이하에서의 빔(λ=0.633MKM)은 금막으로 향하여 흡수된다(에너지는 플라즈몬으로 변환되어 방출된다). "그것이 온으로 전환됨"의 조건에서는, 겔 릴리프는, 그 표면에서 생성되고, 금막은 그 릴리프 표면을 따라가고, 플라즈몬 공명의 조건은 방해된다-그 반사된 빔의 전력은 0과 같지 않다.
정현파 릴리프는, 다음식으로 기재된다.
Figure 112007071215614-PCT00001
여기서, d는 릴리프의 현재 높이(교란되지 않은 겔의 표면의 높이를 제로로 한다);
x - 현재 공간 좌표;
Λ - 회절격자의 주기;
A0 - 릴리프의 변조의 최대 깊이.
릴리프의 경사도 γ은 다음식으로 결정된다:
Figure 112007071215614-PCT00002
여기서, A(x) - 현재 공간 좌표 상의 릴리프의 변조의 깊이 의존도.
릴리프의 최대 경사도(평탄한 표면으로부터의 편차를 갖는 최대 각도):
Figure 112007071215614-PCT00003
반 사이클의 평균 경사도(-Λ/4...Λ/4):
Figure 112007071215614-PCT00004
<γ> 및 A0 설정에서,
Λ=4A0/<γ> (5)
<γ>=1°=0.018 라디안, A0=0.4미크론에서, Λ=89미크론(11.3라인/mm)이다.
Figure 112007071215614-PCT00005
설정에서,
Figure 112007071215614-PCT00006
그래서, <γ>=1°=0.018 라디안, Λ=200미크론(5라인/mm)에서, A0=±0.9MKM이다.
겔 릴리프의 공간 주파수는 임의로 선택될 수 있고, 릴리프의 깊이는 식(6)에 따라 비례적으로 변화되어야 한다.
그래서, 상기 본 발명의 제안된 군은, 입력 전기신호의 온으로의 전환에서 주요 광축으로부터 방사선의 풀 편차(전환)의 기회로 인해 광 방사선 제어의 효율 이 증가한다. 달리 말하면, 광 방사선의 제어에서 <<판모양의 이펙트>>를 달성한다. 이에 따라, 릴리프 위상 기록과 표면 플라즈몬 공명 현상의 이점의 조합으로 인해, 처리가능한 광학 정보의 감도, 콘트라스트 및 해상도를 증가시킬 수 있다. 처음으로, 프리즘의 변형과 회절격자의 변형 모두에서 표면 플라즈몬 공명 현상에 의한 동적 제어의 기회를 얻는다. 상기 제안된 방법과 변조기는, 유전매질의 특성의 변화에 실시간으로 반응하는 고감도 센서 제어로서 나노기술에서 특히 사용될 수 있다.
표 1은, 각 종 굴절계수 n, 완전 내부 반사용 각도 α°, 광파장 550nm 및 633nm와 표면 플라즈몬 공명의 특징을 갖는 두께 50nm의 얇은 금속층 Au에 대한 표면 플라즈몬 공명 현상의 각도 공명 곡선의 최소값에 대응한 공명각 Θ의 4종류의 유리의 예시들을 포함한다.
Figure 112007071215614-PCT00007
표 2는, 각 종 굴절계수 n, 완전 내부 반사용 각도 α°, 광파장 550nm 및 633nm와 표면 플라즈몬 공명의 특징을 갖는 두께 50nm의 얇은 금속층 Au에 대한 표면 플라즈몬 공명 현상의 각도 공명 곡선의 최소값에 대응한 공명각 Θ의 4종류의 유리에 대한 표면 플라즈몬 공명 현상의 각도 공명곡선의 형태의 예시들을 갖는다.
Figure 112007071215614-PCT00008

Claims (32)

  1. 서로 다르거나 동일한 유전율을 갖는 제 1 변형가능 유전층(3)과 제 2 변형가능 유전층(4) 사이의 경계면에 위치된 금속층(3)의 표면에 변조된 광 방사선(1)을 전송하고, 변형가능 유전층 중 적어도 하나가 상기 변조된 광 방사선(1)을 투과시키고, 경계면에 외부 자기장의 영향 때문에 금속층(2)의 변형으로 인한 금속층(2) 상의 광 방사선(1)의 입사각의 변동에 의해 광 방사선(1)을 변조하고, 표면 플라즈몬 공명 현상을 발생하는 입사각 α이하에서 금속층(2)의 표면에 상기 변조된 편광 광 방사선(1)을 전송하고, 이렇게 하여 금속층(2)의 표면을 변형하여, 금속층(2)의 표면에 광 방사선(1)의 입사각 α의 변화는 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생 조건을 위반하는 것을 특징으로 하는 광 방사선의 변조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    표면 플라즈몬 공명 현상의 발생을 위해, 각도 공명곡선의 반폭의 절반 ΔΘ을 초과하지 않는 공명각으로부터 편차를 갖는 각도 공명곡선의 대응한 최소값에 대해, 공명각 Θ인 변조된 광 방사선(1)의 금속층(2)에의 입사각 α가 제공되는 것을 특징으로 하는 광 방사선의 변조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생 조건을 위반하기 위해, 변조 광 방사선(1)의 금속층(2)에의 입사각 α은, 각도의 범위(Θ±ΔΘ) 밖에 입사각이 있도록 변경되는 것을 특징으로 하는 광 방사선의 변조방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변조된 광 방사선(1)은, 투과적인 제 1 변형가능 유전층(3) 또는 투과적인 제 2 변형가능 유전층(4)으로부터 변형가능 금속층(2)의 표면에 전송되는 것을 특징으로 하는 광 방사선의 변조방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    금속층(2)에 영향을 미치는 외부 자기장의 예로는 변조 전기장을 사용하는 것을 특징으로 하는 광 방사선의 변조방법.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 2 유전층으로서, 기체 또는 액체의 유전매질, 예를 들면 공기를 사용하는 것을 특징으로 하는 광 방사선의 변조방법.
  7. 전기광학 변조기가 변조된 광 방사선(1)의 분포 방향의 변화의 기회로 만들어지고, 제어장치(6)와, 유전성 기판(7) 위에 일관되게 배치되되 그들의 사이에서 접촉하는 전기전도층(8), 제 1 변형가능 유전층(3), 변형가능 금속층(2), 제 2 변형가능 유전층(4), 전극계(9) 및 유전체 기저(10)를 포함하고, 추가로 상기 전극계(9), 변형가능 금속층(2) 및 전기전도층(8)은 제어장치(6)에 전기접속되고, 유전성 기판(7), 전기전도층(8), 제 1 변형가능 유전층(3)은 사용된 광 방사선에 대해 투과적이고, 및/또는 유전체 기저(10), 전극계(9), 제 2 변형가능 유전층(4)은 사용된 광 방사선(1)에 대해 투과적이고, 상기 전기광학 변조기(5)는 상기 주어진 전기광학 변조기(5)에 표면 플라즈몬 공명 현상을 발생하는 입사각α이하에서 상기 변조된 광 방사선(1)이 변형가능 금속층(2)으로 향할 때 표면 플라즈몬 공명 현상의 여기의 기회로 만들어지고, 제어장치(6)로부터 전극계(9)에 입력된 전기신호의 변화로 인해 금속층(2)의 변형 때문에 상기 변조된 광 방사선(1)의 변형가능 금속층(2)에의 입사각의 변화로 인해 표면 플라즈몬 공명 현상의 종료의 기회로 만들어진 것을 특징으로 하는 전기광학 변조기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 유전성 기판(7), 전기전도층(8), 제 1 유전층(3)은 투과적이고, 특정된 투과적 유전성 기판(7)으로서 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)이 사용되고, 전기전도층(8)은 상기 변조된 광 방사선(1)의 경로 상의 상기 프리즘의 제 2 측면에 배치된 것을 특징으로 하는 전기광학 변조기.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 유전체 기저(10), 전극계(9) 및 제2 변형가능 유전층(4)은 투과적이고, 특정의 투과적 유전체 기저(10)로서 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)이 사용되고, 전극계(9)는 상기 변조된 광 방사선(1)의 경로 상의 상기 프리즘의 제 2 측면에 배치된 것을 특징으로 하는 전기광학 변조기.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 2 유전층으로서, 기체 또는 액체의 유전매질, 예를 들면 공기를 사용하는 것을 특징으로 하는 전기광학 변조기.
  11. 전기광학 변조기가, 변조된 광 방사선(1)의 방향의 변화의 기회로 만들어지고, 제어장치(6)를 포함하고, 또한 그들 사이에서 접촉하고 유전성 기판(7) 위에 배치된 제 1 변형가능 유전층(3), 변형가능 금속층(2) 및 제 2 변형가능 유전층(4) 을 포함하며, 전극계(9)는 유전성 기판(7)의 표면에 배치되고 제 1 변형가능 유전층(3)과 접촉되고, 상기 유전성 기판(7), 상기 전극계(9), 상기 제 1 변형가능 유전층(3)은 사용된 광 방사선(1)에 대해 투과적이고, 및-또는 상기 제 2 변형가능 유전층(4)(12)은 사용된 광 방사선(1)에 대해 투과적이고, 상기 전극계(9) 및 상기 금속층(2)은 상기 제어장치(6)에 전기 접속되고, 상기 전기광학 변조기(5)는 제어장치(6)로부터 전극계(9)에 입력된 전기신호의 변화로 인해 금속층(2)의 변형 때문에 상기 변조된 광 방사선(1)의 변형가능 금속층(2)에의 입사각α의 변화로 인해, 상기 입사각 α이하에서의 상기 변조된 광 방사선(1)이 변형가능 금속층(2)으로 향할 때 표면 플라즈몬 공명 현상의 발생 또는 종료의 기회로 만들어진 것을 특징으로 하는 전기광학 변조기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    유전성 기판(7), 전극계(9), 제 1 변형가능 유전층(3)은 투과적이고, 특정된 투과적 유전성 기판으로서 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)이 사용되고, 특정된 전극계(9)는, 상기 변조된 광 방사선(1)의 경로 상의 상기 프리즘의 제 2 측면에 배치된 것을 특징으로 하는 전기광학 변조기.
  13. 제 11 항에 있어서,
    유전성 기판(7), 전극계(9), 제 1 변형가능 유전층(3)은 투과적이고, 특정된 투과적 유전성 기판으로서 평볼록 렌즈가 사용되고, 특정된 전극계(9)는, 그것의 평탄면에 배치된 것을 특징으로 하는 전기광학 변조기.
  14. 제 11 항에 있어서,
    유전성 기판(7), 전극계(9), 제 1 변형가능 유전층(3)은 투과적이고, 전기광학 변조기에는, 예를 들면, 상기 변형가능 금속층으로 향하는 측면으로부터 전기전도층(8)에 의해 덮인 평탄한 평행판의 형태의 유전체 기저(10)가 추가되고, 상기 전기전도층(8)과 상기 변형가능 금속층(2) 사이의 공간은, 제 2 변형가능 유전층(4)으로 채워지고, 상기 전기전도층(8)은, 제어장치(6)에 전기접속된 것을 특징으로 하는 전기광학 변조기.
  15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 2 유전층으로서, 기체 또는 액체의 유전매질, 예를 들면 공기를 사용하는 것을 특징으로 하는 전기광학 변조기.
  16. 방사원(14)과 시준용 대물렌즈(15)로 이루어진 조명기(13)와, 적어도 하나의 전기광학 변조기(5)를 포함한 전기광학장치로서, 광축 상에 연속적으로 배치된 시각화용 조리개(17)를 갖는 시각화기(16) 및 인식장치(18)와, 편광기(19)는, 상기 조명기(13)에 추가되고, 각 전기광학 변조기(5)로서 청구항 7-15 중 어느 한 항에 따른 전기광학 변조기가 사용되는 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 조명기(13)에는 제 1의 1/4 파장판(20)이 삽입되고, 시각화기(16)에는 광축에 연속적으로 배치된 제 2 편광기(19), 제 2의 1/4파장판(20)과 푸리에 대물렌즈(21)가 삽입되며, 시각화용 조리개(17)는 상기 푸리에 대물렌즈(21)의 초점면에 배치되고, 상기 인식장치(18)는 상기 대물렌즈(22), 파면 품질 분석기(23) 및 검출기(24)를 포함하고, 상기 검출기(24)와 파면 분석기(23)는, 전기광학 변조기(5)의 제어장치(6)에 전기접속되고, 상기 특정된 제어장치(6)는, 변조된 광 방사선(1)의 파면의 진폭 및 위상의 보정의 기회로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 전기광학장치는 청구항 8 또는 12에 따라 이루어진 하나의 전기광학 변조기(5)를 포함하고, 추가의 완전 내부 반사용 프리즘(11)이 배치되고, 그 프리즘 의 입사측은, 전기광학 변조기(5)의 완전 내부 반사용의 삼각 프리즘(11)의 출사측에 광학적으로 매칭되어 있고, 그 출사측은 시각화기(16)로 향하고, 광 방사선측의 경로 상의 제2 측면에 추가의 금속층(25)이 배치되고, 광축과, 추가의 삼각 프리즘(11)의 제 2 측면에 수직한 것 사이의 각도는 추가의 금속층(25)과 조명기(13)의 광 파장에 대한 표면 플라즈몬 공명 현상의 공명각 θ와 같은 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    전기광학장치는, 2개의 전기광학 변조기(5)를 포함하고, 이 각 변조기는 청구항 8 또는 12에 따라 제조되고, 제 1 전기광학 변조기(5)의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)의 출사측은, 제 2 전기광학 변조기(5)의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)의 입사측에 광학적으로 매칭되어 있고, 이 프리즘의 출사측은 광축에 수직하게 배치되고 시각화기(16) 측으로 향하게 되고, 제 1 및 제 2 변조기(5)의 제어장치(6)는, 균일한 제어블록(26)의 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  20. 제 16 항에 있어서,
    전기광학장치는 하나의 전기광학 변조기(5)를 포함하고, 2개의 조명기(13)는 추가로 설치되고, 상기 제 1, 제 2 및 제 3의 조명기(13)의 방사원은, 적색 R, 초록 G 및 청색 B의 방사원의 형태로 이루어짐에 따라서, 적색 αR, 초록αG 및 청색αB 방사선의 전기광학 변조기의 변형가능 금속층(2)에의 입사각은, 각도 공명곡선에 대응한 반폭의 절반을 초과하지 않는 이들 각도들로부터의 편차를 갖는 특정 방사선마다 각도 공명 곡선들의 공명각 ΘR, ΘG 및 ΘB와 같고, 전기광학 변조기(5)는, 청구항 8 또는 12에 따라 제조되고, 광축상의 시각화기(16) 앞에, 상기 시각화기(16)에 대해 평행한 광축에 3개의 모든 방사원(14)으로부터의 방사선 방향의 기회로 이루어진 다이크로익 미러의 시스템(27)이 배치되고, 전기광학 변조기의 제어장치(6)는, 조명기(12)의 방사원(14) 각각에 전기접속되고, 전기광학 변조기(5)의 온으로의 전환과 동기적으로 적색, 초록 및 청색 방사원(14)의 연속적인 온으로의 전환의 기회로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    전기광학 변조기의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)의 입사측은, 하나의 색 방사선의 방향에 수직하게 배치된 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  22. 제 16 항에 있어서,
    상기 전기광학장치는, 각각이 청구항 8 또는 12에 따라 제조된 3개의 전기광 학 변조기(5)를 포함하고, 2개의 조명기(13)는 추가로 설치되고, 제 1, 제 2 및 제 3 조명기(13)의 방사원(14)은, 적색 R, 초록 G 및 청색 B의 방사원의 형태로 이루어지고, 적색 αR, 초록αG 및 청색αB 방사선의 대응한 전기광학 변조기(5)의 금속층(2)에의 입사각은, 대응한 각도 공명곡선의 반폭의 절반을 초과하지 않는, 이들 각도들로부터의 편차를 갖는 전기광학 변조기(5)마다 각도 공명 곡선들의 공명각 ΘR, ΘG 및 ΘB와 같고, 3개의 모든 전기광학 변조기(5)에서는, 하나의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘이 사용되고, 광축상의 시각화기(16) 앞에, 상기 시각화기(16)에 대해 평행한 광축에 3개의 모든 방사원(14)으로부터의 방사선 방향의 기회로 이루어진 다이크로익 미러의 시스템(27)이 배치되고, 모든 전기광학 변조기(5)의 제어장치(6)는, 방사원 각각과 각 전기광학 변조기(5)에 전기접속된 균일한 제어블록(26)의 형태로 이루어지고, 그 균일한 제어블록은, 주어진 색에 대응한 전기광학 변조기(5)의 온으로의 전환과 동기적으로 적색G, 초록G 및 청색B 방사원의 병렬의 온으로의 전환의 기회로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  23. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
    매칭소자(28)는, 전기광학 변조기의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘의 입사측 앞에 배치되고, 각 방사원으로부터의 방사선이 방사원들의 측으로 향하는 그 표면에 수직으로 강하하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    입사하는 방사선의 측면으로 향하는 매칭 디테일(28)의 표면은, 원통으로서 이루어지거나 3변을 포함하는 것으로서 이루어지고, 이 변들 각각은 방사원(14) 중 하나의 방사선에 수직하고, 프리즘의 입사측으로 향하는 매칭 디테일(28)의 표면은, 평탄한 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  25. 제 16 항에 있어서,
    상기 시각화용 조리개는 광축에 대한 각도 이하에 배치된 미러의 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    광학 트랩이 설치되고, 상기 시각화용 조리개는, 0차의 광 방사선을 광학 트랩으로 향하게 하는 기회로 배치된 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  27. 제 16 항에 있어서,
    전기광학장치는, 청구항 8에 따른 전기광학 변조기를 구비하고, 제 2 변형가 능 유전층은, 변형가능 금속층(2)과 접촉하고 기체 또는 유전성 액체인 유전매질(12)을 사용하고, 파이프라인(31)은, 기체 또는 유전성 액체의 볼륨(32)과 제 1 단부에 의해 접속되게 배치되고 기체 또는 유전성 액체를 제 2 단부를 통해 전기광학 변조기(5)의 변형가능 금속층(2)의 표면에 공급하는 기회로 이루어지고, 상기 제어장치(6)는, 전기 신호들을 전기광학 변조기(5)의 전극계(9)에 공급하는 기회로 이루어지고, 전기신호들은 기체 또는 유전성 액체에 있어서 파이프라인(31)의 제 2 단부로부터 전기광학 변조기(5)의 반대측에 위치된 구멍으로 향하는 러닝 웨이브의 생성을 제공하는 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  28. 제 18 항에 있어서,
    전기광학장치는 추가의 금속층(25)의 표면에 기체, 액체 또는 단단한 유전성 물체(33)를 배치하는 기회로 제조되고, 동기화장치(34)가 삽입되고, 인식장치(18)의 검출기(24)는 삽입된 동기화장치(34)를 통해 전기광학 변조기(5)의 제어장치(6)에 전기접속된 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  29. 제 18 항에 있어서,
    전기광학장치는, 청구항 8 또는 12에 따른 전기광학 변조기를 포함하고, 추가의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘이 설치되고, 프리즘의 입사측은, 전기광학 변 조기의 완전 내부 반사용 삼각 프리즘의 출사측에 광학적으로 매칭하고 있고, 그 출사측은, 시각화기로 향하고, 광 방사선측의 경로 상의 제2 측면에 추가의 금속층이 배치되고, 광축과, 추가의 삼각 프리즘의 제 2 측면에 수직한 것 사이의 각도는 추가의 금속층과 조명기의 광 파장에 대한 표면 플라즈몬 공명 현상의 공명각 θ와 같고, 추가의 유전체 기저와, 추가의 유전체 기저와 추가의 금속층 사이에 배치된 침지 광학층(35)이 배치되고, 전기광학장치는, 추가의 유전체 기저의 표면에 기체, 액체 또는 단단한 유전성 물체를 설치하는 기회로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  30. 전기광학장치가 3개의 전기광학 변조기(5)를 포함하고, 각 전기광학 변조기는 청구항 8 또는 12에 이루어지고, 각 전기광학 변조기(5)의 제어장치(6)는, 색 동기화기(36)에 접속되고, 또한 3개의 조명기(13) 각각은 적색 R, 초록 G 및 청색 B 방사원, 다이크로익 미러들의 시스템(27), 적어도 시각화용 조리개(17)를 포함한 시각화기(16) 및 인식장치(18)를 포함하고, 적색 αR, 초록αG 및 청색αB 방사선의 대응한 변조기(5)의 변형가능 금속층(2)에의 입사각은, 대응한 각도 공명곡선의 반폭의 절반 ΔΘR, ΔΘG 및 ΔΘB을 초과하지 않는, 상기 각도로부터의 편차를 갖는 변조기마다 각도 공명 곡선들의 공명각 ΘR, ΘG 및 ΘB와 같고, 각 제어장치(6)는, 금속층(2)의 변형을 일으키고 표면 플라즈몬 공명 현상이 종료되는 양만큼 대응한 입사각 αR, αG 및 αB 의 변경을 일으키는, 전기신호들을 대응한 변 조기(5)의 전극계(9)에 공급하는 기회로 이루어지고, 각 제어장치(6)는 대응한 조명기(13)에 전기접속되고, 완전 내부 반사용 삼각 프리즘(11)의 입사측은 대응한 조명기(13)의 방사선에 수직하게 배치되고, 출사측은 상기 변조된 색 방사선 각각을 광축에 평행하게 상기 시각화기(16)로 향하게 하는 기회로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  31. 제 30 항에 있어서,
    시각화용 조리개(29)는, 광축에 대한 각도 이하에서 설치된 미러의 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
  32. 제 31 항에 있어서,
    광학 트랩(30)이 설치되고, 상기 시각화용 조리개(29)는 광학 트랩(30)의 0차의 광 방사선을 보내는 기회로 배치된 것을 특징으로 하는 전기광학장치.
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