通过经由有机薄膜中的电荷注入进行有源折射率调制而可操作的有机光学和光子系统的制作方法

背景技术：

技术实现思路

1、根据本发明的一方面，提供了一种光学元件，该光学元件包括：有机固体晶体(organic solid crystal，osc)材料的层，该机固体晶体(organic solid crystal，osc)材料的层具有折射率nx、ny和nz；输入光子元件，该输入光子元件配置为将输入光束耦合到有机固体晶体材料；以及输出光子元件，该输出光子元件配置为接收来自该有机固体晶体材料的输出光束。

2、任选地，有机固体晶体材料包括选自由以下构成的组的烃类化合物：蒽、菲、芘、心环烯(corannulene)、芴和联苯。

3、任选地，有机固体晶体材料包括掺杂剂。

4、任选地，有机固体晶体材料的层具有大于约1.4的折射率。

5、任选地，有机固体晶体材料的层具有在无偏压状态下至少约0.1的双折射率。

6、任选地，δnxy>δnyz；δnxy>δnxz；并且δnxy≥0.1。

7、任选地，有机固体晶体材料的层具有在第一偏置状态下沿选定方向的第一折射率、以及在第二偏置状态下沿选定方向的第二折射率。

8、任选地，有机固体晶体材料在第一偏置状态与第二偏置状态之间的切换时间小于约100ms。

9、任选地，光学元件还包括与有机固体晶体(osc)材料层的至少一部分重叠的电极。

10、任选地，输入光子元件包括波导。

11、根据本发明的另一方面，提供了一种光学衍射光栅，该光学衍射光栅包括：主电极结构；副电极结构，该副电极结构与该主电极结构的至少一部分重叠；以及有机固体晶体(osc)层，该有机固体晶体(osc)层设置在该主电极结构与该副电极结构之间，其中，该有机固体晶体具有在该主电极结构与该副电极结构之间施加第一电压时的第一折射率、以及在该主电极结构与该副电极结构间施加第二电压时的第二折射率。

12、任选地，副电极结构包括多个同心环电极。

13、任选地，有机固体晶体包括多环芳烃。

14、任选地，有机固体晶体层包括单晶。

15、任选地，有机固体晶体层具有在主电极结构与副电极结构之间施加第一电压时的第一双折射率、以及在主电极结构与副电极结构之间施加第二电压时的第二双折射率。

16、任选地，光学衍射光栅还包括直接覆于有机固体晶体层的上方并设置在有机固体晶体层与副电极结构之间的介电层。

17、根据本发明的另一方面，提供了一种头戴式显示器，该头戴式显示器包括以上定义的光学衍射光栅。

18、根据本发明的另一方面，提供了一种光学衍射光栅，该光学衍射光栅包括：主电极；副电极，该副电极与该主电极的至少一部分重叠；以及多层有机固体晶体(osc)结构，该多层有机固体晶体(osc)结构设置在该主电极与该副电极之间，其中，该有机固体晶体结构具有在该主电极与该副电极之间施加第一电压时的第一折射率、以及该主电极与该副电极之间施加第二电压时的第二折射率。

19、任选地，多层有机固体晶体结构包括具有第一组成的第一有机固体晶体(osc)层和具有第二组成的第二有机固体晶体(osc)层。

20、任选地，多层有机固体晶体(osc)结构包括非平面截面。

技术特征：

1.一种光学元件，所述光学元件包括：

2.根据权利要求1所述的光学元件，其中，所述有机固体晶体材料包括选自由以下构成的组的烃类化合物：蒽、菲、芘、心环烯、芴和联苯。

3.根据权利要求1或2所述的光学元件，其中，所述有机固体晶体材料包括掺杂剂。

4.根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述有机固体晶体材料的层具有大于约1.4的折射率。

5.根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述有机固体晶体材料的层具有在无偏置的状态下至少约0.1的双折射率。

6.根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中：

7.根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述有机固体晶体材料的层具有在第一偏置状态下沿选定方向的第一折射率、以及在第二偏置状态下沿所述选定方向的第二折射率。

8.根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述有机固体晶体材料在第一偏置状态与第二偏置状态之间的切换时间小于约100ms。

9.根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，还包括电极，所述电极与所述有机固体晶体(osc)材料的层的至少一部分重叠。

10.根据前述权利要求中任一项所述的光学元件，其中，所述输入光子元件包括波导。

11.一种光学衍射光栅，所述光学衍射光栅包括：

12.根据权利要求11所述的光学衍射光栅，所述光学衍射光栅为以下项的一者或多者所述的光学衍射光栅：

13.一种头戴式显示器，所述头戴式显示器包括根据权利要求11所述的光学衍射光栅。

14.一种光学衍射光栅，所述光学衍射光栅包括：

15.根据权利要求14所述的光学衍射光栅，所述光学衍射光栅为以下项的任一者所述的光学衍射光栅：

技术总结一种光学衍射光栅，该光学衍射光栅包括有机固体晶体(OSC)材料的层；输入光子元件，该输入光子元件配置为将输入光束耦合到有机固体晶体材料；以及输出光子元件，该输出光子元件配置为接收来自有机固体晶体材料的输出光束。可以使用施加的电压来控制OSC材料的折射率并相应地调谐光学衍射光栅的操作。技术研发人员：安德鲁·约翰·欧德科克,饶婷凌,阿尔曼·博罗曼德,金伯利·凯·奇尔德烈斯,伊珊·瓦帝,朴南硕,莱夫·约瑟夫·普尔维斯二世受保护的技术使用者：元平台技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2