本實(shí)用新型屬于光學(xué)薄膜和光學(xué)精密測量與控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種雙路電控納線簇電極的電調(diào)光透射薄膜。

背景技術(shù)：

通常情況下，光波在薄膜界面因反射和折射被分離成反射波以及穿過薄膜的透射波，這兩部分波束所輸運(yùn)的能量一般依據(jù)環(huán)境和膜介質(zhì)的介電行為呈特定比率，以特征反射及透射率/系數(shù)加以表征。一般而言，針對特定用途的光學(xué)薄膜?；谠O(shè)計(jì)和工藝顯示限定性或固定化的光反射與透射效能，如典型的高反射率、高透過率、高分光或?yàn)V光性、高偏振性等，所構(gòu)建的輸運(yùn)光波常被限定在特定譜域內(nèi)。在人類的生產(chǎn)、生活和科研活動中所能接觸到的光波，大多源于地球、太陽、星體或人工光源。隨著近些年光源技術(shù)的快速發(fā)展，種類繁多并具有特定波譜、強(qiáng)度、偏振、波前與波列長度的光輻射層出不窮，對光敏裝置的光輻照防護(hù)、視覺保護(hù)或危害減輕等均提出了更高要求。迄今為止，基于面陣CMOS或CCD光敏芯片的成像探測技術(shù)，在航空、航天、船舶、機(jī)械、電子、科研及消費(fèi)等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，它們均以執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換的功能化光敏結(jié)構(gòu)為信息載體，具有特定的輻照適用范圍，會在強(qiáng)光閃耀或強(qiáng)功率激光照射下因響應(yīng)迅速飽和而喪失成像分辨能力甚至探測功能，包括極端情況下的光敏結(jié)構(gòu)損毀等。眼睛是人類接收絕大部分外界信息的視覺器官。研究顯示，不同譜域的光輻射如紫外光、可見光以及紅外光等，在輻射接收過度情形下會對視網(wǎng)膜造成程度不同的危害，輻射頻率越高，危害越大，如典型的醫(yī)學(xué)藍(lán)光危害等。其它較強(qiáng)的光輻照危害還包括：皮膚灼傷、視網(wǎng)膜黃斑損傷、暫時(shí)性或不可恢復(fù)的視力減退 甚至永久失明等。擺脫包括上述危害的一個有效方式是為光敏結(jié)構(gòu)附加光學(xué)透過率受控裝置。迄今為止，采用光學(xué)薄膜調(diào)控光通量技術(shù)，已呈現(xiàn)快速發(fā)展趨勢，典型進(jìn)展包括：電致調(diào)光薄膜，熱致調(diào)光薄膜，氣致調(diào)光薄膜以及相變調(diào)光薄膜等。電調(diào)光薄膜技術(shù)以其驅(qū)控靈活和兼容標(biāo)準(zhǔn)微電子工藝等特征，受到廣泛關(guān)注。

盡管目前電調(diào)光薄膜技術(shù)在薄膜制備，改善和增強(qiáng)光學(xué)及電光性能以及拓展應(yīng)用等方面獲得了長足進(jìn)步，針對日益凸顯的快速調(diào)光、精細(xì)調(diào)變、更好的光學(xué)穩(wěn)定性、更佳的譜適用性等需求，仍顯示能力不足。歸結(jié)起來主要有：(一)基于材料電致熱物性的調(diào)光薄膜因熱慣性僅具備慢調(diào)光能力，并且易出現(xiàn)環(huán)境或光熱效應(yīng)誘導(dǎo)的光學(xué)不穩(wěn)定現(xiàn)象，難以實(shí)施精細(xì)控?zé)岵僮?，在目前皮秒級激光技術(shù)在工業(yè)界已獲得廣泛應(yīng)用，飛秒級激光技術(shù)在科研領(lǐng)域已成為常規(guī)手段這一情形下，更無法有效發(fā)揮作用；(二)基于電致物理變化的電調(diào)光薄膜，如典型的液晶架構(gòu)，其電調(diào)光響應(yīng)仍顯緩慢，在強(qiáng)光作用下易飽和甚至?xí)霈F(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷；(三)基于電致物理化學(xué)效應(yīng)的電調(diào)光薄膜，如典型的驅(qū)控特殊氣體分子產(chǎn)生受控的物理化學(xué)變化，同樣存在調(diào)光速度低，光強(qiáng)變動范圍有限，僅適用于特定譜域，難以執(zhí)行精細(xì)調(diào)節(jié)等缺陷；(四)其它諸如通過構(gòu)建特殊干涉或衍射光場激勵特定輸運(yùn)形態(tài)光場的調(diào)光操作，一般均存在較強(qiáng)的波譜和偏振選擇性與依賴性，電調(diào)操作難以在較寬譜域內(nèi)展開?？傊?，發(fā)展適用于快速、偏振不敏感、驅(qū)控精細(xì)靈活的調(diào)光架構(gòu)，仍是目前進(jìn)一步發(fā)展電調(diào)光薄膜技術(shù)的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實(shí)用新型提供了一種雙路電控納線簇電極的電調(diào)光透射薄膜，其目的在于，實(shí)現(xiàn)入射波束其光透過率的精細(xì)電控調(diào)變，適用于寬譜及較強(qiáng)束傳輸功率情形，具有偏振不敏感、調(diào)光響應(yīng)快等特點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本實(shí)用新型的一個方面，提供了一種雙路電控納 線簇電極的電調(diào)光透射薄膜，包括頂面陰極、圖案化公共電極、金屬納膜陰極、一對電絕緣膜、以及一對光學(xué)介質(zhì)層，上電絕緣膜設(shè)置在電調(diào)光透射薄膜的頂部，下電絕緣膜設(shè)置在電調(diào)光透射薄膜的底部，頂面陰極設(shè)置在上電絕緣膜和上光學(xué)介質(zhì)層之間，光學(xué)介質(zhì)層分別設(shè)置在頂面陰極和金屬納膜陰極的光入射面和光出射面上，用于隔離及保護(hù)陽極和陰極，圖案化公共電極是由多個納線結(jié)構(gòu)以陣列形態(tài)高密度排布構(gòu)成。

優(yōu)選地，圖案化公共電極是由與頂面陰極同材質(zhì)的透光的納米厚度材料制成，并由基于納米尺度間隔且高密度排布的納線簇構(gòu)成。

優(yōu)選地，在電調(diào)光透射薄膜的頂面陰極上光入射面的邊緣處設(shè)置有電引線微焊區(qū)，用以接入一根金屬電引線。

優(yōu)選地，在電引線微焊區(qū)的附近還設(shè)置有第二電引線微焊區(qū)，用以接入另一根金屬電引線，該第二電引線微焊區(qū)與頂面陰極電絕緣。

優(yōu)選地，頂面陰極上還設(shè)置有陽極指示符，用以指示頂面陰極的位置。

優(yōu)選地，在金屬納膜陰極外表面與第一電引線微焊區(qū)相對應(yīng)的邊緣處同樣設(shè)置有第三電引線微焊區(qū)，用以接入第三根金屬電引線。

優(yōu)選地，納線結(jié)構(gòu)包括直線陣、彎曲直線陣、弧線陣、矩形、均勻網(wǎng)孔線陣、同心圓及同心橢圓線陣。

總體而言，通過本實(shí)用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：

1、通過基于納米尺度間隔高密度排布納線簇構(gòu)成圖案化公共電極并進(jìn)一步與配置在其上端和下端的頂面陰極和底面金屬納膜陰極實(shí)現(xiàn)介電耦合，構(gòu)成可精細(xì)電控光透過率的控光薄膜架構(gòu)；

2、通過在薄膜上加載雙路獨(dú)立的時(shí)序電壓信號并分別對其幅度、頻率和占空比進(jìn)行匹配性調(diào)節(jié)，對入射光波實(shí)施精細(xì)的電調(diào)透過率控光操作

3、采用雙路獨(dú)立電信號相互匹配加載方式呈現(xiàn)控制靈活，控光調(diào)節(jié)可精細(xì)化，驅(qū)控穩(wěn)定以及環(huán)境適應(yīng)性好的優(yōu)點(diǎn)；

4、薄膜結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)與其它光學(xué)、光電或電子學(xué)結(jié)構(gòu)易于耦合的特點(diǎn)；

5、具有適用于寬譜及較強(qiáng)束傳輸功率、偏振不敏感以及調(diào)光響應(yīng)快的特點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的雙路電控納線簇電極的電調(diào)光透射薄膜主要呈現(xiàn)正面一端的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的雙路電控納線簇電極的電調(diào)光透射薄膜主要呈現(xiàn)背面一端的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的雙路電控納線簇電極的電調(diào)光透射薄膜的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的雙路電控納線簇電極的電調(diào)光透射薄膜的電極結(jié)構(gòu)形態(tài)及電極配置示意圖。

在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中：

1-第一電引線微焊區(qū)，2-第二電引線微焊區(qū)，3-頂面陰極端，4-陽極指示符，5-電調(diào)光透射薄膜；6-第三電引線微焊區(qū)，7-底面金屬納膜陰極端，8-上電絕緣膜，9-下電絕緣膜，10-上光學(xué)介質(zhì)層，11-下光學(xué)介質(zhì)層，12-圖案化公共電極12。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的雙路電控納線簇電極的電調(diào)光透射薄膜的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該電調(diào)光透射薄膜包括由透光的納米厚度材料(如典型的ITO材料)制成的頂面陰極3、圖案化公共電極12、金屬納膜 陰極7、一對電絕緣膜8和9、以及一對光學(xué)介質(zhì)層10和11。

上電絕緣膜8設(shè)置在電調(diào)光透射薄膜的頂部，下電絕緣膜9設(shè)置在電調(diào)光透射薄膜的底部。

頂面陰極3設(shè)置在上電絕緣膜8和上光學(xué)介質(zhì)層10之間。

光學(xué)介質(zhì)層10和11分別設(shè)置在頂面陰極3和金屬納膜陰極7的光入射面和光出射面上，用于隔離及保護(hù)陽極和陰極。

圖案化公共電極12是由與頂面陰極3同材質(zhì)的透光的納米厚度材料制成，并由基于納米尺度間隔且高密度排布的納線簇構(gòu)成。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的雙路電控納線簇電極的電調(diào)光透射薄膜主要呈現(xiàn)頂面陰極端的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的雙路電控納線簇電極的電調(diào)光透射薄膜主要呈現(xiàn)底面金屬納膜陰極端的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，在電調(diào)光透射薄膜的頂面陰極3上光入射面的邊緣處設(shè)置有一個電引線微焊區(qū)1，用以接入一根金屬電引線；在電引線微焊區(qū)1的附近還同時(shí)設(shè)置有一個第二電引線微焊區(qū)2，用以接入另一根金屬電引線，該電引線微焊區(qū)與頂面陰極3電絕緣；另外頂面陰極上設(shè)置有一個陽極指示符4，用以指示頂面陰極3的位置；在金屬納膜陰極7外表面與第一電引線微焊區(qū)1相對應(yīng)的邊緣處同樣設(shè)置有一個第三電引線微焊區(qū)6，用以接入第三根金屬電引線。

在加電態(tài)下，雙路獨(dú)立的時(shí)序電壓信號V₁和V₂被分別加載在圖案化公共電極與頂面陰極及底面金屬納膜陰極上，從而在頂面陰極和底面金屬納膜陰極上分別激勵出具有亞微米尺度且銳化程度可調(diào)變的陣列化納電場，如圖所示的沿底面金屬納膜陰極表面分布的局域電場E_面和垂直陰極表面的局域電場E_垂所構(gòu)成的局域銳化電場E₁＝E_面+E_垂，以及局域輔助控制電場E₂；在頂面陰極中所激勵的納電場情況與底面金屬納膜陰極中的情形類似；頂面陰極與底面金屬納膜陰極上可自由移動的電子被電極間所激勵的納電場驅(qū)控，向各納電場中具有最強(qiáng)場強(qiáng)的部位聚集，從而改變頂面陰極和 底面金屬納膜陰極上的自由電子分布密度及其分布形態(tài)，有自由電子聚集的部位其光透過率將顯著降低，缺少自由電子的部位其光透過率則將顯著增強(qiáng)，從而綜合實(shí)現(xiàn)薄膜的電調(diào)光透過率功能；通過匹配性調(diào)變雙路電壓信號，可對頂面陰極和底面金屬納膜陰極上所激勵的電場進(jìn)行微調(diào)變，實(shí)現(xiàn)透射光波的微調(diào)節(jié)；在斷電態(tài)下，電子在上下陰極及圖案化公共電極上均勻分布從而呈現(xiàn)薄膜的本證光透射屬性。通過調(diào)變所加載的雙路時(shí)序電壓信號幅值，相應(yīng)于調(diào)節(jié)陰陽電極間所激勵的空間電場，從而調(diào)節(jié)陰極表面處的電子分布密度及其分布形態(tài)，對入射光波執(zhí)行電調(diào)透過率操作；通過調(diào)變所加載的時(shí)序電壓信號的頻率或占空比，控制對入射光波執(zhí)行電調(diào)透過率操作的時(shí)長。

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的雙路電控納線簇電極的電調(diào)光透射薄膜的圖案化電極結(jié)構(gòu)形態(tài)及電極配置示意圖。如圖所示，圖案化公共電極由制作在透明導(dǎo)電材料如典型的ITO電極材料上的多種納線結(jié)構(gòu)以陣列形態(tài)高密度排布構(gòu)成，包括典型的直線陣、彎曲直線陣、弧線陣、矩形及均勻網(wǎng)孔線陣、同心圓及同心橢圓線陣等，頂面陰極同樣由制作圖案化公共電極所采用的相同的透明導(dǎo)電材料如典型的ITO電極材料制成。

下面結(jié)合圖1至4說明本實(shí)用新型實(shí)施例的雙路電控納線簇電極的電調(diào)光透射薄膜的工作過程。首先將兩根金屬電引線分別壓焊在頂面陰極和底面金屬納膜陰極的電引線微焊區(qū)上，將另一根金屬電引線同樣壓焊在第二電引線微焊區(qū)上。將兩路具有特定幅度、頻率和占空比的時(shí)序電壓信號通過頂面陰極金屬電引線和圖案化公共電極金屬電引線，以及底面金屬納膜陰極金屬電引線和圖案化公共電極金屬電引線分別加載在調(diào)光薄膜上，正電端均加載在圖案化公共電極上，兩個負(fù)電端分別加載在頂面陰極和底面金屬納膜陰極上，此時(shí)調(diào)光薄膜以特定光透過率引導(dǎo)入射光波穿過薄膜。通過匹配調(diào)變所加載的雙路時(shí)序電壓信號幅度，調(diào)整所允許通過的光通量。通過改變所加載的具有特定幅度的時(shí)序電壓信號的頻率或占空比，改變調(diào)光 操作的有效工作時(shí)長。調(diào)光薄膜對通過頂面陰極或底面金屬納膜陰極入射的光波具有相同的控光效能。

本實(shí)用新型的雙路電控納線簇電極的電調(diào)光透射薄膜，通過采用雙路可調(diào)頻、調(diào)幅及調(diào)占空比的時(shí)序電壓信號，精細(xì)控制調(diào)光薄膜的光波透過率，具有適用于寬譜波束、偏振不敏感、調(diào)光響應(yīng)快等特點(diǎn)。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。