WP 110的延迟通常约为2dn/A或稍小，其中η为盖层113的折射率。
[0032]FB WP 110的一个缺点是，反射光栅111的金属表面119的波纹状浮雕难以制造，至少在某些应用场合中是如此。例如，按照通过参考并入本申请的2013/0070326号美国专利申请所述而在基于LCoS的光调制器或相位可变延迟器的金属电极表面上实现波纹状浮雕119，可能会大大增加常规LCoS制造工艺的复杂程度。
[0033]现在参见图2，其中示出了根据本公开内容的一个实施例的反射式FB WP 120的侧视图。WP 120包括具有反射顶面125的基底121和设置在基底121的反射顶面125上方的隔离层122。在一个优选实施例中，基底121的反射顶面125基本为平面，不过这并非必要的要求。隔离层122由一种透光的不导电材料(即在波片的工作波长λ处实质上为透明的材料)形成；例如，它可以由合适的介电材料形成，例如二氧化硅(S12)、氮化硅(Si3N4)等。在隔离层122上方设置亚波长金属光栅133，它可能对第一线性偏振基本透射，而对与第一线性偏振正交的第二线性偏振基本反射。亚波长金属光栅133可能采用金属栅格的形式，平行的光栅或栅格线124沿基底121的反射顶面125在所选的方向延伸。在反射光栅133上方可能会再设置可选的盖层126。在一个优选实施例中，金属光栅133的光栅线124采用多个间隔开布置的平行金属条带的形式，金属条带可能采用薄膜金属条带的形式。相应地，亚波长金属光栅133在本文中也可被称为薄膜金属光栅133，金属条带124也可被称为薄膜金属条带。本文中在提及光栅或光栅的一部分时使用的术语“薄膜”是指该光栅或其一部分由厚度比将其与下层反射器隔开的隔离层更薄的薄膜或层形成。在典型实施例中，薄膜金属条带124的厚度t 129可能在0.1至0.02 μm范围内。在一个优选实施例中，金属条带124的横截面基本为矩形。在其他实施例中，金属条带124可以有非矩形的横截面。
[0034]关于FB WP 120的反射性质，应该指出，入射光不会穿透进导电金属板的非常薄的顶层之外，因此随着薄金属膜的厚度增加到超出该顶层的厚度(通常为10-20nm)，并根据金属的导电性，薄金属膜的反射率会很快接近块体金属的反射率。举例而言，一个20nm的薄铝(Al)膜在λ?1.5 ym处可达到90%以上的反射率。相应地，在来自FBWP110的光栅“齿” 115的侧面的反射不显著时的垂直或接近垂直入射的情况下，当将光栅“齿” 115除最顶部分之外全部替换为电介质时，FBffP 110的反射性质应保持大致不变，由此可得到图2所述类型的结构。因此，在相同的光栅节距P、填充因子f = b/p和WP “深度”d值下，只要金属条带124的厚度t充分超出入射光射入金属条带的有效穿透深度(通常为10-20nm)，FB WP 120的反射性质应与FBWP 110的类似。TE偏振被金属光栅133反射的效率比TM偏振更高，其可能主要通过金属条带124之间的开口被透射，并从下方的基底121的反射顶面125上被反射。
[0035]相应地，沿条带124、即垂直于图2平面的方向线性偏振的入射光束101的TE偏振光在从FB WP 120反射时，将经历与在正交于条带124方向(即沿图2中的“x”轴方向)线性偏振的TM偏振光不同的、通常为更小的相位延迟，由此形成反射式FB WP 120的非零延迟。此延迟的值N取决于条带124的光反射表面与基底121之间的距离，此距离在本文中也被称为WP深度，包括取决于隔离层的厚度d和折射率η。它还取决于电介质“填充因子"b/P，其中b为相邻光栅线124之间的开口的宽度，P = (a+b)为光栅的节距，还可能取决于光栅节距与入射光束101的波长λ之比ρ/ λ，以及条带124的厚度t 129和条带124之间的盖层126的折射率。对于t << d的情况，当以长度为单位测量时，反射式FB WP 120的延迟可以按照隔离层122的光学厚度的大约2倍即2d.η进行大致估算，其中η为隔离层122的折射率。相应地，对于一个给定的波片延迟的目标值N，隔离层122的光学厚度η.d可被选择为约N/2，具体取决于电介质填充因子f。
[0036]有利的是，在具有类似平镜的反射表面、包括钝化金属(即具有覆盖金属表面的透光材料盖层)的平镜面的任何器件或结构上均可添加或在其中形成图2所示类型的FBWP。由于隔离层122可有效地将金属光栅133与下层基底或晶片的平镜面125隔离，后者不需要被改动，且反射式FB WP和具有平镜面的下层结构的生产可以在不同的地点或设施中进行，和/或可在稍后的时间进行。
[0037]现在参见图3和4，其中示出了在内部包含图2所示类型的反射式FB波片220的一种液晶(LC)器件200的侧面横截面图。液晶器件200包括基底或晶片202和在基底202内部或其上形成的第一电极221，第一电极221具有反射顶面225。在一个优选实施例中，第一电极221的反射顶面225在光栅节距量级上基本为平面，但也可以构想其不是平面的实施例。在第一电极221的平反射顶面225上沉积有隔离层222，其在液晶器件200的工作波长λ下实质上为透明的。它可以是诸如S1Jl，或者采用如上文或下文所述的其他任何适用的电介质材料。在一个实施例中，隔离层222由电极钝化层232 (在本文中也称为电极盖层232)和间隔层242组成，后者将在下文中进一步详述。在隔离层222上设置部分反射式亚波长光栅233，其对第一线性偏振(TM)基本为透射，对第二线性偏振(TE)则基本为反射。部分反射式亚波长光栅233可能采用金属栅格的形式，金属栅格具有平行的光栅线或栅格线224，所述光栅线或栅格线224从由隔离层222限定的预定距离d处沿第一电极221的平面反射顶面225以所选的方向延伸。在图3中，所选方向为垂直于图所在平面的“ζ”轴方向。在一个实施例中，部分反射式亚波长金属光栅233可能结合有光栅盖层243或被其覆盖，光栅盖层243可能有基本为平面的顶面。光栅盖层234也可以是二氧化硅(S12)层，或者采用如上文或下文所述的其他任何适用的电介质材料。液晶(LC)层230被设置在部分反射式亚波长光栅233上。液晶层230的液晶分子取向有一个优势方向，称为“指向矢”。在一个实施例中，液晶层230的指向矢与光栅线224成一锐角α，α优选为但并不必须为45度。在工作波长λ下实质上为透明的第二电极241设置在液晶层230之上，与第一电极221相对，以使得在工作中，当在第一电极221与第二电极241之间施加电压V时，液晶层230会对入射到第二电极241上的光101赋予可变的光学相移。相应地，液晶器件200在本文中也被称为相位可变延迟器。
[0038]部分反射式亚波长光栅233可采用与上文中参照图2所述的亚波长金属光栅133基本类似的亚波长金属光栅的形式。亚波长金属光栅233的光栅线224可米用厚度为t和宽度为a的金属条带形式，金属条带相互间由宽度为b的光栅开口 234相互隔开，光栅节距P = (a+b)和电介质填充因子为f = b/po金属条带234的金属可以是销(Al)等。它也可以是其他任何适用的金属，例如金(Au)、银(Ag)或铜(Cu)，或它们的合金。与金属光栅133类似，金属光栅233在本文中也可被称为薄膜金属光栅；它与第一电极221的反射面225形成在结构和工作原理上与上文参照图2所述的FB WP 120基本类似的反射式FB波片220。具体而言，入射光束101在从FB WP 220反射时，获得一个光学相移Φ，该光学相移Φ对于TE和TM偏振、即对于电场沿光栅线224方向的光(TE偏振)和与之垂直的方向的光(TM偏振)有不同的值。这些TE和TM相移之间的差异限定了 WP 220的延迟。与可能由液晶层230对光束101施加的相位可变延迟不同，FB WP 220的延迟被所选的材料和结构的几何形状所固定，例如隔离层222和盖层243的折射率，光栅几何参数t、a和f，隔离层222的厚度d，并可能与光栅条带224的金属的电导率相关。
[0039]应该理解到，尽管在图3中金属光栅233被示为呈现周期性，但并不要求光栅具有周期性，光栅在某些实施例中可能为非周期性，条件是其在反射中在入射光的TE与TM偏振之间施加了所需的相位差，以提供所需的波片延迟。此类非周期性光栅中光栅节距的最大值优选应选为比工作波长λ足够小的值，以确保不会从光栅出现非零衍射级。
[0040]在一个实施例中，光栅233的填充因子f和将金属光栅233与第一电极221的反射顶面225隔开的隔离层222的厚度d被选择为对工作波长λ下的入射光束101提供基本为四分之一波片(λ\4)的单程延迟，其相当于达到反射式WP 222的基本为半波片(λ/2)的双程延迟。在一个实施例中，反射式WP 220在工作波长λ下的双程延迟可能处于λ\2±20%范围内。
[0041]举例而言，在液晶器件200的工作波长λ处于约1.55微米(μπι)的通信C波段内的一个实施例中，薄膜金属光栅233的节距ρ处于0.6μηι至Ι.Ομηι范围内，每个薄膜金属条带224的宽度a在0.2μηι至0.4μηι范围内，厚度t在0.03 μ m至0.07 μ m范围内。再举例而言，对于λ = 1.55 μπι的情况，隔离层222的光学厚度在0.22.λ至0.3.λ范围内，或在0.34至0.47 μ范围内。再举例而言，在隔离层222和光栅盖层243均由折射率n S 1.44的恪融石英(S12)制成的一个实施例中，薄膜金属光栅233由销膜制成，节距ρ为
0.8 μ m，每个金属条带224的宽度a约为0.264+\_0.04 μ m，厚度t约为0.04+\_0.004 μ m，金属条带224之间的每个开口的宽度b约为0.536+\-0.04 μ m，隔离层222的厚度为
0.25+\-0.025 μ mo光栅盖层的厚度比金属条带稍大，例如在约0.06至0.12 μ m范围内，例如约为0.09 μ mo当然，在其他实施例中，可以采用提供所需波片延迟值的W