JP7498111B2 - 光変調マイクロナノ構造、マイクロ統合分光計及びスペクトル変調方法 - Google Patents
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Description
本願は、2019年7月31日に提出された、出願番号が201910699962.3、発明の名称が「光変調マイクロナノ構造、マイクロ統合分光計及びスペクトル変調方法」である中国特許出願の優先権を主張し、その全体が参照により本願に組み込まれる。
同一の前記2次元パターン構造内のすべての前記変調孔は、同じ特定の断面形状を同時に有し、各前記変調孔は構造パラメーターの大きさの漸次変化順序に従ってアレイ状に配列されること、及び/又は、
同一の前記2次元パターン構造内の各前記変調孔は、特定の断面形状をそれぞれ有し、各前記変調孔は、特定の断面形状に従って組み合わせて配列されることを含む。
変調後のスペクトルを得るように、入射光を光変調するための上記の光変調マイクロナノ構造と、
前記光変調マイクロナノ構造の下に位置し、前記変調後のスペクトルを受信して、前記変調後のスペクトルに差分応答を提供するための光電検出層と、
前記光電検出層の下に位置し、元のスペクトルを得るように、前記差分応答を再構築するための信号処理回路層とを含む。
前記光変調マイクロナノ構造と光電検出層との間に位置する光透過媒体層を更に含む。
変調後のスペクトルを得るように、光変調マイクロナノ構造によって入射光を光変調すること、
光電検出層によって前記変調後のスペクトルを受信し、前記変調後のスペクトルに差分応答を提供すること、
元のスペクトルを得るように、信号処理回路層によって前記差分応答を再構築することを含む。
図1に示すように、本実施例1に係るマイクロ統合分光計では、光変調マイクロナノ構造における光変調層1は1つの変調ユニット5を含む。当該変調ユニット5内におけるすべての変調孔6はいずれも底板を貫通している。当該変調ユニット5内におけるすべての変調孔6はいずれも同じ特定の断面形状を有し、本実施例1は図1に示す楕円形を例とする。すべての変調孔6は、構造パラメーターの大きさの漸次変化順序に従って、2次元パターン構造を形成するようにアレイ状に配列される。当該2次元パターン構造では、すべての変調孔6はアレイ状に配列され、かつすべての変調孔6は、長軸の長さ、短軸の長さ、及び回転角度の小さい順に昇順に行ごと、列ごとに配列されているため、すべての変調孔6は、光変調層1の底板に全体として1つの変調ユニット5を形成する。
本実施例2に係る光変調マイクロナノ構造及びマイクロ統合分光計の構造、原理、スペクトル変調方法、及び製造方法は、いずれも実施例1と基本的に同じであり、同じ点についてここで説明しない。相違点は次の通りである。
本実施例3に係る光変調マイクロナノ構造及びマイクロ統合分光計の構造、原理、スペクトル変調方法、及び製造方法は、いずれも実施例2と基本的に同じであり、同じ点についてここで説明しない。相違点は次の通りである。
本実施例4は、上記のいずれかの実施例に係る光変調マイクロナノ構造及びマイクロ統合分光計の構造、原理、スペクトル変調方法、及び製造方法に基づいて、光変調マイクロナノ構造、マイクロ統合分光計、及びスペクトル変調方法を提供する。同じ点についてここで説明しなく、相違点は次の通りである。
本実施例5は、実施例2に基づいて、光変調マイクロナノ構造、マイクロ統合分光計、及びスペクトル変調方法を更に提供する。本実施例5の実施例2と同じ点についてここで説明しなく、相違点は次の通りである。
本実施例6は、上記のいずれかの実施例に係る光変調マイクロナノ構造、及びマイクロ統合分光計の構造、原理、スペクトル変調方法及び製造方法に基づいて、光変調マイクロナノ構造、マイクロ統合分光計、及びスペクトル変調方法を提供する。同じ点についてここで説明しなく、相違点は次の通りである。
図13に示すように、本実施例7に係る光変調マイクロナノ構造では、各変調孔6はいずれも前記底板を貫通していない。理解できるように、変調孔6が底板を貫通しているかどうかにかかわらず、光変調マイクロナノ構造の変調作用に悪影響を与えない。これは、光変調層1に用いられるシリコンベース材料又は他の材料がいずれも透光材料であり、スペクトルが光変調層1に入射すると、各変調ユニット5の構造に影響されて変調作用が生じるが、変調孔6の底部がスペクトル変調に悪影響を与えないからである。
本実施例7は、上記の各実施例の組み合わせに基づいて、光変調マイクロナノ構造、マイクロ統合分光計、及びスペクトル変調方法を提供する。同じ点についてここで説明しなく、相違点は次の通りである。
本公開の説明において、明確な規定と限定がない限り、「取り付け」、「互いに接続」、「接続」等の用語の意味は広く理解されるべきであり、例えば、固定接続や、着脱可能な接続や、あるいは一体的な接続でも可能であり、機械的な接続や、電気的な接続でも可能であり、直接互いに接続することや、中間媒体を介して間接に互いに接続することも可能である。当業者にとって、具体的な状況に応じて上記用語の本公開での具体的な意味を理解することができる。
Claims (10)
- 光電検出層の上に位置する光変調層を含み、前記光変調層は、底板、及び少なくとも1つの変調ユニットを含み、前記底板は前記光電検出層に設けられ、各前記変調ユニットは前記底板に位置し、各前記変調ユニット内には、いくつかの前記底板内に穿設されたいくつかの変調孔が設けられ、同一の前記変調ユニット内における各前記変調孔は、特定の配列規則を有する2次元パターン構造に配列され、各前記変調孔は、特定の断面形状をそれぞれ有し、前記光変調層は、シリコンベースの材料からなり、前記変調ユニットは、異なる波長の光に対する変調作用を実現して、対応する、光電検出器からなる前記光電検出層と組み合わせて、広帯域のスペクトルを検出し、前記光電検出器は、シリコン検出器、III-V族半導体検出器、アンチモン化物検出器、及びHgCdTe検出器から選択された1つであり、前記シリコン検出器の検出範囲は780nm~1100nm、前記III-V族半導体検出器の検出範囲は1000nm~2600nm、前記アンチモン化物検出器の検出範囲は1μm~6.5μmであり、前記HgCdTe検出器の検出範囲は0.7~25μmであることを特徴とする光変調マイクロナノ構造。
- 前記2次元パターン構造の特定の配列規則は、
同一の前記2次元パターン構造内のすべての前記変調孔は、同じ特定の断面形状を同時に有し、各前記変調孔は構造パラメーターの大きさの漸次変化順序に従ってアレイ状に配列されること、及び/又は、
同一の前記2次元パターン構造内の各前記変調孔は、特定の断面形状をそれぞれ有し、各前記変調孔は、特定の断面形状に従って組み合わせて配列されることを含むことを特徴とする請求項1に記載の光変調マイクロナノ構造。 - 前記変調孔の構造パラメーターは、内径、長軸の長さ、短軸の長さ、回転角度、辺の長さ又は角の数を含み、前記変調孔の特定の断面形状は、円形、楕円形、十字形、正多角形、星形又は矩形を含むことを特徴とする請求項2に記載の光変調マイクロナノ構造。
- 各前記変調孔は、特定の断面形状に従って組み合わせて配列される場合、前記配列の順序は、予定の周期順序で行ごと又は列ごとに配列されることを特徴とする請求項2に記載の光変調マイクロナノ構造。
- 前記変調孔の底部は前記底板を貫通し、又は前記底板を貫通していないことを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の光変調マイクロナノ構造。
- 請求項1~4のいずれかに記載の光変調マイクロナノ構造の製造方法であって、
前記光変調層は、前記光電検出層上に直接生成され、前記光変調層の生成方式は、堆積、又は前記光電検出層上に位置する基板に対するエッチングに基づくこと、又は製造された前記光変調層が前記光電検出層上に転移されることを含むことを特徴とする光変調マイクロナノ構造の製造方法。 - 変調後のスペクトルを得るように、入射光を光変調するための、請求項1~5のいずれかに記載の光変調マイクロナノ構造と、
前記光変調マイクロナノ構造の下に位置し、前記変調後のスペクトルを受信して、前記変調後のスペクトルに差分応答を提供するための光電検出層と、
前記光電検出層の下に位置し、元のスペクトルを得るように、前記差分応答を再構築するための信号処理回路層とを含むことを特徴とするマイクロ統合分光計。 - 前記光変調マイクロナノ構造と光電検出層との間に位置する光透過媒体層を更に含むことを特徴とする請求項7に記載のマイクロ統合分光計。
- 前記光電検出層は、少なくとも1つの検出ユニットを含み、前記光変調マイクロナノ構造の各微光変調ユニットは、それぞれ対応して、少なくとも1つの前記検出ユニットの上に設けられ、すべての前記検出ユニット同士は、前記信号処理回路層を介して電気的に接続されることを特徴とする請求項7に記載のマイクロ統合分光計。
- 変調後のスペクトルを得るように、請求項1~5のいずれかに記載の光変調マイクロナノ構造によって入射光を光変調すること、
光電検出層によって前記変調後のスペクトルを受信し、前記変調後のスペクトルに差分応答を提供すること、
元のスペクトルを得るように、信号処理回路層によって前記差分応答を再構築することを含むことを特徴とするスペクトル変調方法。
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