CN106918927B - 包括介质天线的光调制器件以及光学装置 - Google Patents

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Abstract

本公开提供包括介质天线的光调制器件以及光学装置。一种光调制器件包括介质天线和折射率可变层，该折射率可变层面对介质天线并包括具有根据信号而变化的折射率的材料。由于介质天线的共振特性根据折射率可变层的折射率变化来控制，所以光可以被调制。

Description

包括介质天线的光调制器件以及光学装置
技术领域
根据示范性实施方式的装置和方法涉及调制光的光调制器件。
背景技术
改变入射光的透射、反射、偏振、相位、强度和路径的光学元件已经被用于各种光学装置中。用于光学系统的光学调制器具有用于以期望的方式控制这些性能的各种结构。
例如，利用精细的机械运动以阻挡光或控制反射元件以及其它元件的各向异性液晶和微机电系统(MEMS)结构已经被广泛用于典型的光学调制器。然而，根据已知的驱动光学调制器的方法，这样的光学调制器的操作响应时间慢并会达到大于几μs。
期望使用纳米天线连同光学调制器，该纳米天线利用在金属层和介电层之间的界面发生的表面等离子体共振(SPR)现象。
发明内容
一个或多个示范性实施方式可以提供调制光并具有小的光损失和宽的光调制控制范围的光调制器件。
额外的示范性方面将在随后的描述中部分地阐述，并将部分地由该描述而明显，或者可以通过实践给出的实施方式而掌握。
根据示范性实施方式的一方面，提供一种光调制器件，该光调制器件包括：介质天线；和折射率可变层，面对介质天线并包括具有根据施加到其的信号而变化的折射率的材料。
如果将被光调制器件调制的光的波长为λ，则介质天线的横截面的宽度可以等于或小于λ/2。
折射率可变层的折射率可以小于介质天线的折射率。
介质天线可以包括具有大于约10的介电常数的材料。
折射率可变层可以包括具有根据电信号而变化的折射率的材料。
光调制器件还可以包括第一导电层和第二导电层，用于在折射率可变层中形成电场的电压施加到第一导电层和第二导电层。
光调制器件还可以包括信号施加机构，该信号施加机构配置为施加信号到折射率可变层，从而引起折射率可变层的折射率的变化。
信号施加机构可以包括配置为在第一导电层和第二导电层之间施加电压的电压源。
介质天线可以布置在折射率可变层上，第一导电层可以布置在介质天线和折射率可变层之间，第二导电层可以布置在折射率可变层下面。
第一导电层可以包括透明的导电氧化物。
第二导电层可以包括金属性层。
第二导电层可以包括透明的导电氧化物。
光调制器件还可以包括布置在第二导电层下面的介质反射镜。
光调制器件还可以包括布置在折射率可变层和第二导电层之间的间隔物层。
间隔物层可以包括具有比介质天线的折射率小的折射率的介电材料。
折射率可变层可以布置在介质天线上，第一导电层可以布置在折射率可变层上，第二导电层可以布置在介质天线下面。
第一导电层可以包括透明的导电氧化物
第二导电层可以包括金属性材料。
第二导电层可以包括透明的导电氧化物
光调制器件还可以包括布置在第二导电层下面的介质反射镜。
光调制器件还可以包括布置在介质天线和第二导电层之间的间隔物层。
间隔物层可以包括具有比介质天线的折射率小的折射率的介电材料。
介质天线可以包括多个介质天线单元，折射率可变层可以包括分别面对所述多个介质天线单元的多个折射率可变单元。
光调制器件还可以包括配置为调节所述多个折射率可变单元的每个的折射率变化的折射率变化调节单元。
折射率变化调节单元可以包括：多对电极部，每对电极部配置为使多个折射率可变单元中的相应折射率可变单元在其间；和控制器，配置为控制施加到多对电极部中的每对的电压。
控制器还可以配置为控制将被施加到所述多对电极部的电压使得光调制器件调制入射光的强度。
控制器还可以配置为控制将被施加到所述多对电极部的电压使得光调制器件调制入射光的相位。
控制器还可以配置为控制将被施加到多对电极部的电压使得相位调制分布具有阶梯形式。
根据另一示范性实施方式的方面，提供一种光调制器件，该光调制器件包括：多个Mie共振结构，具有可控制的共振特性；和控制器，配置为控制多个Mie共振结构的每个的共振特性。
控制器还可以配置为控制共振特性使得入射光的相位和强度中的至少一个根据位置被不同地调制。
光调制器件可以是光束转向器件(beam steering device)。
光调制器件可以是光束整形器件(beam shaping device)。
根据另一示范性实施方式的方面，提供一种包括光调制器件的光学装置，该光调制器件包括：介质天线；和折射率可变层，面对介质天线并包括具有根据信号而变化的折射率的材料。
根据另一示范性实施方式的方面，提供一种光调制器件，该光调制器件包括：纳米天线层，包括介电材料；折射率可变层，面对纳米天线层并包括具有根据信号而变化的折射率的材料；以及第一导电层和第二导电层，用于在折射率可变层中形成电场的电压被施加到该第一导电层和第二导电层，第一导电层和第二导电层布置为使折射率可变层在两者之间。
纳米天线层可以包括具有大于约10的介电常数的介电材料。
光调制器件还可以包括信号施加机构，该信号施加机构配置为施加信号到折射率可变层，从而引起折射率可变层的折射率的变化。
折射率可变层可以包括具有根据施加到其的电信号而变化的折射率的电光材料。
附图说明
通过以下结合附图对示范性实施方式的描述，这些和/或其它的方面将变得明显并更易于理解，附图中：
图1是示出根据示范性实施方式的光调制器件的示意结构的截面图；
图2示出根据示范性实施方式的光调制器件的介质天线的形状的示例；
图3是曲线图，示出在根据示范性实施方式的光调制器件中对于折射率可变层的两个折射率的随波长变化的反射率的计算机模拟；
图4是曲线图，示出在根据示范性实施方式的光调制器件中对于折射率可变层的两个折射率的随波长变化的相位变化的计算机模拟；
图5是示出根据另一示范性实施方式的光调制器件的示意结构的截面图；
图6是示出根据另一示范性实施方式的光调制器件的示意结构的截面图；
图7是示出根据另一示范性实施方式的光调制器件的示意结构的截面图；
图8是示出根据另一示范性实施方式的光调制器件的示意结构的截面图；
图9是示出根据另一示范性实施方式的光调制器件的示意结构的截面图；
图10是示出根据另一示范性实施方式的光调制器件的示意结构的截面图；
图11是示出根据另一示范性实施方式的光调制器件的示意结构的截面图；
图12是示出根据另一示范性实施方式的光调制器件的示意结构的截面图；
图13是示出根据另一示范性实施方式的光调制器件的示意结构的截面图；
图14是示出根据另一示范性实施方式的光调制器件的示意结构的截面图；
图15是示出根据另一示范性实施方式的光调制器件的示意结构的截面图；
图16是示出根据另一示范性实施方式的光调制器件的示意结构的截面图；以及
图17是概念图，示出图16的光调制器件能够作为光束转向器件操作的可能性。
具体实施方式
现在将详细参照示范性实施方式，其示例在附图中示出，其中相同的附图标记始终指代相同的元件。在这方面，示范性实施方式可以具有不同的形式，而不应被解释为限于这里阐述的描述。因此，以下通过参照附图仅描述了示范性实施方式以解释多个方面。诸如“...中的至少一个”的表述，当在一列元件之后时，修饰整列的元件而不是修饰该列中的单个元件。
在下文，将参照附图描述示范性实施方式。在所有的附图中，为了清晰和说明的方便，每个元件可以在尺寸上被夸大。因此，示范性实施方式仅是说明性的，从示范性实施方式可以有各种变型。
在层结构中，当构成元件设置在另一构成元件“之上”或“上”时，该构成元件可以仅直接在另一构成元件上或者以非接触的方式在另一构成元件上方。
术语诸如“第一”、“第二”等可以用于描述各种元件，但是所述元件不应受术语的限制。术语仅用于将一个元件与另一元件区别开。
如这里所用的，单数形成“一”、“一个”和“该”也可以包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。在整个说明书中，如果假定某个部分包括某个部件，术语“包括”表示该某个部分还可以包括其它部件，除非与对应部件相反的特定含义被写出。
当一部分“包括”一元件时，该部分可以包括另一元件，除非另外地限定。在示范性实施方式中使用的术语诸如“单元”或“模块”表示用于处理至少一个功能或操作的单元，并可以实施为硬件、软件、或硬件和软件的组合。此外，众所周知的功能或构造没有被详细描述，因为它们会用不必要的细节使示范性实施方式变得模糊。
图1是示出根据示范性实施方式的光调制器件1的示意结构的截面图，图2示出根据示范性实施方式的光调制器件1的介质天线180的形状的示例。
参照图1，光调制器件1将光L调制为被调制光Lm并输出被调制光Lm。光调制器件1可以包括介质天线180和折射率可变层110，该折射率可变层110面对介质天线180并包括具有随外部信号而变化的折射率的材料。
介质天线180被提出为利用基于位移电流的Mie共振而具有高的天线效率。介质天线180可以具有亚波长尺寸的形状和高的介电常数(例如，比折射率可变层110的介电常数高的介电常数)。
术语“亚波长”表示小于将被光调制器件1调制的光的波长的尺寸。例如，如果将被光调制器件1调制的光的波长为约λ，则亚波长可以表示等于或小于约λ/2的尺寸。介质天线180的宽度W(即平行于折射率可变层110的横截面的宽度W)可以等于或小于约λ/2。介质天线180可以具有圆柱形形状，该圆柱形形状具有直径W和高度H，如图2所示。然而，介质天线180的形状不限于此，可以具有多棱柱形状并且具有诸如十字形或星形的多面体形状的横截面。
介质天线180可以具有比折射率可变层110的折射率高的折射率。例如，介质天线180可以具有比落在折射率可变层110的折射率变化范围内的最高折射率高的折射率。介质天线180的介电常数可以例如大于约10。
折射率可变层110可以包括具有根据外部信号而改变的光学特性的材料。外部信号可以是电信号。折射率可变层110可以包括电光材料，该电光材料具有根据有效介电常数而改变的折射率，如果电信号施加到折射率可变层110。对于电光材料，可以使用LiNbO3、LiTaO3、KTN(铌钽酸钾)、PZT(锆钛酸铅)等，并且还可以使用具有电光特性的各种聚合物材料。
外部信号不限于电信号。具有由于在施加热时在预定温度或更高温度发生相变而改变的介电常数的材料(例如VO2、V2O3、EuO、MnO、CoO、CoO2、LiCoO2或Ca2RuO4)可以用于折射率可变层110。
光调制器件1可以包括导电层，用于在折射率可变层110上形成电场的电压被施加到该导电层。金属性层130布置在折射率可变层110下面，透明导电层140布置在折射率可变层110上。
金属性层130可以用作反射光的反射层以及施加电压的电极。金属性层130的材料可以包括从Cu、Al、Ni、Fe、Co、Zn、Ti、钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、铂(Pt)、银(Ag)、锇(Os)、铱(Ir)和金(Au)当中选择的至少一种。
透明导电层140可以包括透明的导电氧化物(TCO)，诸如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铝锌氧化物(AZO)或镓锌氧化物(GZO)。
为了改变折射率可变层110的折射率，光调制器件1还可以包括施加外部信号到折射率可变层110的信号施加机构。信号施加机构可以是但不限于电压源190，该电压源190在透明导电层140和金属性层130之间施加电压以在折射率可变层110中形成电场。
折射率可变层110的厚度t被设定为使得从介质天线180到金属性层130的距离D满足一些要求。当将被调制的光的波长为λ时，距离D可以例如是λ/4的整数倍。
包括介质天线180的光调制器件1具有比具有等离子天线的光学调制器高的效率。与包括金属性材料的等离子天线相比，介质天线180具有小的光损耗。此外，等离子天线利用金属性材料和绝缘体之间的界面特性，而介质天线180利用基于体特性的共振，其提供宽的光调制控制范围。
此外，由于纳米结构使用介电材料形成以制造光调制器件1，所以光调制器件1可以比包括等离子天线的光学调制器更容易加工。
图3是曲线图，示出在根据示范性实施方式的光调制器件1中对于折射率可变层110的两个折射率的随波长变化的反射率的计算机模拟。
在计算机模拟中，介质天线180的折射率假定为约3.7。
参照该曲线图，当折射率可变层110的折射率为约1.7时，反射率在约1.26μm的波长附近急剧减小。从结果能够看出，通过改变折射率可变层110的折射率，具有约1.26μm的波长的光可以开启/关闭或可以被强度调制。
图4是曲线图，示出在根据示范性实施方式的光调制器件1中对于折射率可变层110的两个折射率的随波长变化的相位变化的计算机模拟。
在计算机模拟中，介质天线180的折射率假定为约3.7。
参照该曲线图，折射率可变层110具有1.7的折射率的情形与折射率可变层110具有1.5的折射率的情形之间的相位差为约50°至约310°。相位差可以包括除了基于折射率可变层110的折射率变化的光程差之外的额外相位差，并可以被分析为从介质天线180中的磁偶极子模式共振而引起。从此结果能够看出，通过改变折射率可变层110的折射率，期望的相位差可以相对于感兴趣的波长带中的光引起。
在下文，将描述根据各种示范性实施方式的光调制器件的结构。
图5是示出根据另一示范性实施方式的光调制器件2的示意结构的截面图。
光调制器件2可以包括折射率可变层110、介质天线180和分别布置在折射率可变层110上面和下面的透明导电层140和150。透明导电层140和150的每个可以包括透明的导电氧化物，例如铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铝锌氧化物(AZO)或镓锌氧化物(GZO)。如果电压通过电压源190施加在透明导电层140和150之间，则折射率可变层110的折射率改变并且介质天线180的共振特性被调节。
尽管图1的光调制器件1以反射模式操作，但是根据当前实施方式的光调制器件2，如图5所示，通过使用透明材料形成电压施加电极(其在折射率可变层110上形成电场)而以透射模式操作。
图6是示出根据另一示范性实施方式的光调制器件3的示意结构的截面图。
光调制器件3可以包括折射率可变层110、介质天线180和分别布置在折射率可变层110上面和下面的透明导电层140和150。在透明导电层140和150之间施加电压的电压源190被设置。光调制器件3还可以包括布置在透明导电层150下面的介质反射镜170。介质反射镜170可以包括具有被合适地设定的折射率和厚度的多层介电层，并可以例如包括分布式布拉格反射器。根据当前实施方式的光调制器件3像图1的光调制器件1一样以反射模式操作。
图7是示出根据另一示范性实施方式的光调制器件4的示意结构的截面图。
光调制器件4可以包括折射率可变层110、介质天线180、透明导电层140和金属性层130。为了改变折射率可变层110的折射率，在透明导电层140和金属性层130之间施加电压的电压源190被设置。
光调制器件4还可以包括布置在金属性层130和折射率可变层110之间的间隔物层160。间隔物层160可以包括介电材料，并具有比介质天线180的折射率小的折射率，但是不限于此。间隔物层160被设置以将介电天线180和金属性层130之间的距离D调节至期望的尺寸。例如，如果对于折射率可变层110的厚度t的要求或对于介质天线180和金属性层130之间的距离D的要求同时不符合介质天线180的共振特性，具有比介质天线180的折射率小的折射率的间隔物层160可以被插入至适当的厚度以实现期望的共振特性。
图8是示出根据另一示范性实施方式的光调制器件5的示意结构的截面图。
光调制器件5可以包括折射率可变层110、介质天线180和分别布置在折射率可变层110上面和下面的透明导电层140和150。在透明导电层140和150之间施加电压的电压源190被设置。光调制器件5还可以包括间隔物层160，该间隔物层160由介电材料形成并布置在透明导电层150和折射率可变层110之间。
尽管图7的光调制器件4以反射模式操作，但是根据当前实施方式的光调制器件5，如图8所示，可以通过将透明材料用于电压施加电极(其在折射率可变层440上形成电场)而以透射模式操作。
图9是示出根据另一示范性实施方式的光调制器件6的示意结构的截面图。
光调制器件6可以包括折射率可变层110、介质天线180和分别布置在折射率可变层110上面和下面的透明导电层140和150。在透明导电层140和150之间施加电压的电压源190被设置。光调制器件6还可以包括布置在透明导电层150和折射率可变层110之间的间隔物层160。间隔物层160可以由介电材料形成。光调制器件6还可以包括布置在透明导电层150下面的介质反射镜170。介质反射镜170可以包括多层介电层并可以包括例如分布式布拉格反射器。
图10是示出根据另一示范性实施方式的光调制器件7的示意结构的截面图。
光调制器件7可以包括介质天线180、布置在介质天线180上的折射率可变层120、以及布置为使介质天线180和折射率可变层120在其间的透明导电层141和金属性层130。在透明导电层141和金属性层130之间施加电压的电压源190被设置。
折射率可变层120设置在介质天线180上以具有与介质天线180相同的宽度，并具有与介质天线180相同的垂直于其厚度方向的横截面的形状。布置在折射率可变层120上的透明导电层141可以具有与折射率可变层120相同的横截面形状。
图11是示出根据另一示范性实施方式的光调制器件8的示意结构的截面图。
光调制器件8可以包括介质天线180、布置在介质天线180上的折射率可变层120、以及布置为使介质天线180和折射率可变层120在其间的透明导电层141和150。在透明导电层141和150之间施加电压的电压源190被设置。
折射率可变层120布置在介质天线180上，透明导电层141布置在折射率可变层120上。介质天线180、折射率可变层120和透明导电层141可以具有相同的垂直于其厚度方向的横截面的形状。
图12是示出根据另一示范性实施方式的光调制器件9的示意结构的截面图。
光调制器件9可以包括介质天线180、布置在介质天线180上的折射率可变层120、以及布置为使介质天线180和折射率可变层120在其间的透明导电层141和150。在透明导电层141和150之间施加电压的电压源190被设置。
折射率可变层120布置在介质天线180上，透明导电层141布置在折射率可变层120上。介质天线180、折射率可变层120和透明导电层141可以具有相同的垂直于其厚度方向的横截面的形状。光调制器件9还可以包括布置在透明导电层150下面的介质反射镜170。
图13是示出根据另一示范性实施方式的光调制器件10的示意结构的截面图。
光调制器件10可以包括介质天线180、布置在介质天线180上的折射率可变层120、以及布置为使介质天线180和折射率可变层120在其间的透明导电层141和金属性层130。在透明导电层141和金属性层130之间施加电压的电压源190被设置。
折射率可变层120设置在介质天线180上以具有与介质天线180相同的宽度，并具有与介质天线180相同的垂直于其厚度方向的横截面的形状。布置在折射率可变层120上的透明导电层141可以具有与折射率可变层120相同的横截面形状。
光调制器件10还可以包括布置在金属性层130和介质天线180之间的间隔物层160。间隔物层160可以由具有比介质天线180的折射率小的折射率的介电材料形成，或可以具有可满足对于介质天线180和金属性层130之间的距离的要求的厚度。
图14是示出根据另一示范性实施方式的光调制器件11的示意结构的截面图。
光调制器件11可以包括介质天线180、布置在介质天线180上的折射率可变层120、以及布置为使介质天线180和折射率可变层120在其间的透明导电层141和150。在透明导电层141和150之间施加电压的电压源190被设置。
折射率可变层120布置在介质天线180上，透明导电层141布置在折射率可变层120上。介质天线180、折射率可变层120和透明导电层141可以具有相同的垂直于其厚度方向的横截面形状。光调制器件11还可以包括间隔物层160，该间隔物层160由介电材料形成并布置在透明导电层150和介质天线180之间。
图15是示出根据另一示范性实施方式的光调制器件12的示意结构的截面图。
光调制器件12可以包括介质天线180、布置在介质天线180上的折射率可变层120、以及布置为使介质天线180和折射率可变层120在其间的透明导电层141和150。在透明导电层141和150之间施加电压的电压源190被设置。
折射率可变层120布置在介质天线180上，透明导电层141布置在折射率可变层120上。介质天线180、折射率可变层120和透明导电层141可以具有相同的垂直于其厚度方向的横截面的形状。光调制器件12还可以包括布置在透明导电层150和介质天线180之间的间隔物层160、以及布置在透明导电层150下面的介质反射镜170。
图16是示出根据另一示范性实施方式的光调制器件13的示意结构的截面图。
光调制器件13可以包括介质天线280和折射率可变层210，该折射率可变层210面对介质天线280并包括具有根据外部信号而变化的折射率的材料。
光调制器件13可以包括多个光调制单元。介质天线280可以包括多个介质天线单元280a和280b。折射率可变层210可以包括分别面对多个介质天线单元280a和280b的多个折射率可变单元210a和210b。
光调制器件13还可以包括调节多个折射率可变单元210a和210b的每个的折射率变化的折射率变化调节单元。折射率变化调节单元可以包括：多对电极部，每对电极部布置为使多个折射率可变单元210a和210b中的对应的折射率可变单元在其间；以及控制器300，控制施加到多对电极部中的每对电极部的电压。
透明导电层240a和金属性层230a是用于在折射率可变单元210a上形成电场的电压施加到其的一对电极，透明导电层240b和金属性层230b是用于在折射率可变单元210b上形成电场的电压施加到其的一对电极。
透明导电层240a和240b可以连接到彼此，使得相同的电压可以施加到透明导电层240a和240b，绝缘分隔物290可以布置在金属性层230a和230b之间以使金属性层230a和230b彼此绝缘。通过这种结构，折射率可变单元210a和210b的每个的折射率可以被独立地控制。
多个金属性层230a和230b设置在驱动电路单元200上，控制器300通过驱动电路单元200控制施加到多个金属性层230a和230b的每个的电压。驱动电路单元200可以包括例如晶体管阵列。
通过上述结构，光调制器件13可以具有多个光调制单元的阵列，每个光调制单元被控制以将入射光调制成不同的形式。例如，控制器300施加电压到透明导电层240a和240b以及金属性层230a和230b以独立地控制多个折射率可变单元210a和210b的折射率。
控制器300控制施加到多对电极部的每对的电压，使得光调制器件13调制入射光的强度或入射光的相位。
光调制器件13可以用作改变入射光的方向的光束转向器件。通过对在单个光调制单元中发生的相位调制给出适当的规则性，入射光可以被转向在期望的方向上。
图17是概念图，示出图16的光调制器件13能够作为光束转向器件操作的可能性。
参照图17，在光调制器件13的多个光调制单元中，相应的折射率可变层的折射率被控制为引起3π/2、π、π/2和0的相位调制。例如，为了引起3π/2、π、π/2和0的相位调制，对应的光调制单元的折射率可变层的折射率需要被调节为不同的值n1、n2、n3和n4，并且在折射率可变层的相反两侧的电极之间的电压可以被控制为V1、V2、V3和V4。
如果相邻的光调制单元被控制为具有上述相位变化规则，即阶梯式相位调制分布，则入射光垂直于连接相位变化值的直线被转向，其是利用光相控阵方案(opticalphased array scheme)的光束转向并通过调节相控阵规则(phase array rule)而不同地调节入射光的转向方向。
尽管在描述中入射光被转向在一个方向上，但是入射光可以对于不同的区域被转向在不同的方向上，用于光束整形。例如光调制器件13可以包括多个区域(每个区域包括多个光调制单元)并可以通过对于不同的区域在不同的方向上使光束转向而以期望的形式进行光束整形。
包括在图16的光调制器件13中的每个单独的光调制单元被描述为图1的光调制器件1的元件，但是这是示例，并且可以使用图5至图15中示出的光调制器件2至12的光调制单元。
此外，已经描述了透明导电层240a和240b连接到彼此以接收相同的电压并且金属性层230a和230b通过绝缘分隔物290而绝缘，但是这是示例，示范性实施方式不限于此。例如，金属性层230a和230b可以被连接以接收相同的电压，透明导电层240a和240b可以彼此绝缘以个别地控制光调制单元。
从以上描述而明显的是，上述光调制器件通过使用介质天线而具有低的光损失和宽的光调制控制范围。
由于光调制器件具有介质天线，所以该光调制器件可以比具有等离子天线的光学调制器更容易制造。
光调制器件可以通过利用介质天线的关于折射率可变层的折射率变化的共振特性变化来进行入射光的强度调制或相位调制，并可以在对于入射光进行光束整形之后调节入射光的方向或入射光的输出。
此外，光调制器件可以用于使用上述功能的各种光学装置中以改善光学装置的性能。
尽管已经结合示范性实施方式示出并描述了光调制器件，但是对于本领域普通技术人员将是显然的，可以进行变型和变化，而没有脱离由权利要求书限定的示范性实施方式的精神和范围。因此，所公开的示范性实施方式应当被认为是说明性的含义而不是限制性的含义。示范性实施方式的范围将在权利要求书中，并且在其等同范围内的所有差异应当被理解为被包括在示范性实施方式中。
应当理解，这里描述的示范实施方式应当仅以描述性的含义来考虑，而不是为了限制的目的。对于每个示范实施方式内的特征或方面的描述应当通常被认为可用于其它示范实施方式中的其它相似的特征或方面。
尽管已经参照附图描述了一个或多个示范性实施方式，但是本领域普通技术人员将理解，可以在其中进行形式和细节上的各种变化，而没有脱离由权利要求书所限定的精神和范围。
本申请要求于2015年12月17日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0181078号的权益，其公开内容通过引用整体结合于此。

Claims (22)

1.一种光调制器件，包括：
介质天线；
折射率可变层，面对所述介质天线并包括具有根据施加到其的信号而变化的折射率的材料；
第一导电层，设置在所述折射率可变层上方；和
第二导电层，设置在所述折射率可变层下方，
其中在所述第一导电层和所述第二导电层之间施加的电压在所述折射率可变层中形成电场，
其中通过在所述第一导电层和所述第二导电层之间施加的所述电压以及在所述介质天线与所述第二导电层之间的距离，调节所述介质天线的共振特性。
2.如权利要求1所述的光调制器件，其中如果将被所述光调制器件调制的光的波长为λ，则所述介质天线的横截面的宽度等于或小于λ/2。
3.如权利要求1所述的光调制器件，其中所述折射率可变层的折射率小于所述介质天线的折射率。
4.如权利要求1所述的光调制器件，其中所述介质天线包括具有大于10的介电常数的材料。
5.如权利要求1所述的光调制器件，还包括信号施加机构，该信号施加机构配置为在所述第一导电层和所述第二导电层之间施加所述电压，从而引起所述折射率可变层的折射率的变化。
6.如权利要求5所述的光调制器件，其中所述信号施加机构包括配置为在所述第一导电层和所述第二导电层之间施加所述电压的电压源。
7.如权利要求1所述的光调制器件，其中所述介质天线布置在所述折射率可变层上，
所述第一导电层布置在所述介质天线和所述折射率可变层之间。
8.如权利要求7所述的光调制器件，其中所述第一导电层包括透明导电氧化物。
9.如权利要求7所述的光调制器件，其中所述第二导电层包括金属性层。
10.如权利要求7所述的光调制器件，其中所述第二导电层包括透明导电氧化物。
11.如权利要求10所述的光调制器件，还包括布置在所述第二导电层下面的介质反射镜。
12.如权利要求7所述的光调制器件，还包括布置在所述折射率可变层和所述第二导电层之间的间隔物层。
13.如权利要求12所述的光调制器件，其中所述间隔物层包括具有比所述介质天线的折射率小的折射率的介电材料。
14.如权利要求1所述的光调制器件，其中所述折射率可变层布置在所述介质天线上，
所述第二导电层布置在所述介质天线下面。
15.如权利要求14所述的光调制器件，还包括布置在所述第二导电层下面的介质反射镜。
16.如权利要求1所述的光调制器件，其中所述介质天线包括多个介质天线单元，并且
所述折射率可变层包括分别面对所述多个介质天线单元的多个折射率可变单元。
17.如权利要求16所述的光调制器件，还包括：
折射率变化调节单元，配置为调节所述多个折射率可变单元的每个的折射率变化。
18.如权利要求17所述的光调制器件，其中所述折射率变化调节单元包括：
多对电极部，每对电极部配置为使所述多个折射率可变单元中的相应的折射率可变单元在其间；和
控制器，配置为控制施加到所述多对电极部中的每对电极部的电压。
19.如权利要求18所述的光调制器件，其中所述控制器还配置为控制将被施加到所述多对电极部的电压使得所述光调制器件调制光的强度。
20.如权利要求18所述的光调制器件，其中所述控制器还配置为控制将被施加到所述多对电极部的电压使得所述光调制器件调制光的相位。
21.如权利要求20所述的光调制器件，其中所述控制器还配置为控制将被施加到所述多对电极部的电压使得相位调制分布具有阶梯形式。
22.一种包括光调制器件的光学装置，该光调制器件包括：
介质天线；
折射率可变层，面对所述介质天线并包括具有根据信号而变化的折射率的材料，
第一导电层，设置在所述折射率可变层上方；和
第二导电层，设置在所述折射率可变层下方，
其中在所述第一导电层和所述第二导电层之间施加的电压在所述折射率可变层中形成电场，
其中通过在所述第一导电层和所述第二导电层之间施加的所述电压以及在所述介质天线与所述第二导电层之间的距离，调节所述介质天线的共振特性。
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