DE102011101323A1

DE102011101323A1 - Optoelectronic component for use in e.g. projection application, has control device operating optical phase switch, where different optical path lengths are assigned for laser light for different modes of operation of optical phase switch

Info

Publication number: DE102011101323A1
Application number: DE201110101323
Authority: DE
Inventors: Ulrich Steegmüller; Wolfgang Mönch
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2011-05-12
Filing date: 2011-05-12
Publication date: 2012-11-15

Abstract

The component has an optical phase switch (1) to change and/or adjust a phase of an electromagnetic radiation i.e. laser light impinging on the optical phase switch. A control device (2) operates the optical phase switch in two modes of operation (B1, B2). The laser light entering the optical phase switch and exiting the optical phase switch travels in a predetermined optical path length (L-opt), where different optical path lengths are assigned for different modes of operation. The optical phase switch is formed with two radiation-transmissive liquid mediums (M1, M2).

Description

Es wird ein optoelektronisches Bauteil angegeben.An optoelectronic component is specified.

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Bauteil anzugeben, welches eine Lichtqualität verbessert.An object to be solved is to specify an optoelectronic component which improves a quality of light.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils umfasst dieses zumindest einen optischen Phasenschalter, der dazu eingerichtet ist, zumindest eine Phasenbeziehung von auf ihn auftreffender und zumindest teilweise durch ihn hindurch tretender elektromagnetischer Strahlung einzustellen und/oder zu verändern. Insbesondere kann der optische Phasenschalter dazu eingerichtet sein, zumindest eine Phasenbeziehung von, zu unterschiedlichen Zeitpunkten emittierter, elektromagnetischer Strahlung, beispielsweise emittiert durch eine Lichtquelle, einzustellen und/oder zu verändern. Weiter können mittels des optischen Phasenschalters statistische Eigenschaften der auf ihn auftreffenden elektromagnetischen Strahlung eingestellt und/oder verändert werden. ”Einstellen” kann in diesem zusammenhang ein vorgebbares Umformen und/oder Beeinflussen von auf den optischen Phasenschalter auftreffender elektromagnetischer Strahlung und zumindest teilweise durch ihn hindurch tretender elektromagnetischer Strahlung bedeuten.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic component, the latter comprises at least one optical phase switch, which is set up to adjust and / or to change at least one phase relationship of electromagnetic radiation impinging on it and at least partially passing through it. In particular, the optical phase switch can be configured to set and / or change at least one phase relationship of electromagnetic radiation emitted at different times, for example emitted by a light source. Furthermore, statistical properties of the electromagnetic radiation impinging on it can be adjusted and / or changed by means of the optical phase switch. "Adjustment" in this context may mean a specifiable transformation and / or influencing of electromagnetic radiation impinging on the optical phase switch and electromagnetic radiation passing at least partially through it.

Entsprechend bedeutet „verändern” insbesondere, dass aus dem optischen Phasenschalter wieder austretende elektromagnetische Strahlung im Vergleich zu der in den optischen Phasenschalter eintretende elektromagnetische Strahlung zumindest eine veränderte Phasenbeziehung aufweist. Denkbar ist, dass es sich bei der elektromagnetischen Strahlung um hochkohärente elektromagnetische Strahlung, zum Beispiel um Laserlicht, handelt. Derartige hochkohärente Strahlung weist im Wesentlichen starre Phasenbeziehungen der einzelnen Wellen und/oder Wellenzüge untereinander auf. ”Im Wesentlichen” heißt in diesem Zusammenhang, dass die einzelnen Phasenbeziehungen der elektromagnetischen Strahlung zu 80% bevorzugt zu mehr als 90%, über eine vorgebbare Kohärenzlänge, konstant sind. Beim Hindurchtreten derartiger elektromagnetischer Strahlung durch den optischen Phasenschalter bewirkt nun der optische Phasenschalter insbesondere ein Verändern zumindest einer der starren Phasenbeziehungen der einzelnen Wellenzüge untereinander, sodass die aus dem optischen Phasenschalter austretende elektromagnetische Strahlung zumindest im Hinblick auf ihre Phasenbeziehungen nicht mehr identisch mit der in den optischen Phasenschalter eintretenden elektromagnetischen Strahlung ist. Mit anderen Worten kann die elektromagnetische Strahlung beim Durchtritt durch den optischen Phasenschalter zumindest einen Phasenhub erfahren.Correspondingly, "change" means, in particular, that electromagnetic radiation emerging from the optical phase switch has at least one changed phase relationship in comparison to the electromagnetic radiation entering the optical phase switch. It is conceivable that the electromagnetic radiation is highly coherent electromagnetic radiation, for example laser light. Such highly coherent radiation has substantially rigid phase relationships of the individual waves and / or wave trains with one another. In this context, "substantially" means that the individual phase relationships of the electromagnetic radiation are 80%, preferably more than 90%, constant over a predefinable coherence length. When passing such electromagnetic radiation through the optical phase switch now causes the optical phase switch in particular changing at least one of the rigid phase relationships of the individual wave trains with each other, so that the emerging from the optical phase switch electromagnetic radiation, at least with respect to their phase relationships no longer identical to that in the optical Phase switch entering electromagnetic radiation. In other words, the electromagnetic radiation can experience at least one phase deviation when passing through the optical phase switch.

Dabei ist es möglich, dass der optische Phasenschalter aus einer einzigen Komponente gebildet ist. Es ist zudem auch möglich, dass der optische Phasenschalter aus mehreren Komponenten besteht, die jede für sich genommen in der Lage sind, zumindest eine Phasenbeziehung von auftreffender elektromagnetischer Strahlung während des Hindurchtretens einzustellen und/oder zu verändern.It is possible that the optical phase switch is formed from a single component. In addition, it is also possible that the optical phase switch consists of several components, each of which is individually capable of adjusting and / or changing at least one phase relationship of impinging electromagnetic radiation during the passage.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauteil zumindest eine Ansteuervorrichtung zum Betreiben des optischen Phasenschalters. ”Betreiben” heißt in diesem Zusammenhang, dass der optische Phasenschalter mit elektrischem Strom, Einprägen von elektrostatischer Ladung in den optischen Phasenschalter oder in einzelne Bauteile des optischen Phasenschalters und/oder Anlegen von elektrischer Spannung an den optischen Phasenschalter vorgebbar durch die Ansteuervorrichtung belegt werden kann, sodass der optische Phasenschalter zumindest eine Phasenbeziehung von auf ihn auftreffender und zumindest teilweise durch ihn hindurch tretender elektromagnetischer Strahlung einstellen und/oder verändern kann.In accordance with at least one embodiment, the optoelectronic component comprises at least one drive device for operating the optical phase switch. "Operate" in this context means that the optical phase switch can be assigned preselectable by the drive device with electrical current, impressions of electrostatic charge in the optical phase switch or in individual components of the optical phase switch and / or application of electrical voltage to the optical phase switch, such that the optical phase switch can set and / or modify at least one phase relationship of electromagnetic radiation impinging on it and at least partially passing through it.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der optische Phasenschalter in zumindest zwei Betriebsmodi betreibbar. Das heißt, dass der optische Phasenschalter von außen vorgebbar, durch die Ansteuervorrichtung, in jedem Betriebsmodus beispielsweise im Hinblick auf die Betriebsparameter Bestromungshöhe, Betriebsstrom, Betriebsspannung, Betriebsdauer, Betriebstemperatur und/oder Einprägehöhe von elektrischen Ladungen in den optischen Phasenschalter eingestellt werden kann. Ebenso kommt als Betriebsparameter ein mechanischer und/oder hydrostatischer Druck, der zumindest auf Teile des optischen Phasenschalters ausgeübt wird, in Frage. Die einzelnen Betriebsmodi unterscheiden sich voneinander in zumindest einem der genannten Betriebsparameter.In accordance with at least one embodiment, the optical phase switch can be operated in at least two operating modes. This means that the optical phase switch can be preset from outside, by the drive device, in each operating mode, for example, with regard to the operating parameters Bestromungshöhe, operating current, operating voltage, operating time, operating temperature and / or embossing level of electrical charges in the optical phase switch can be adjusted. Likewise comes as an operating parameter, a mechanical and / or hydrostatic pressure, which is at least applied to parts of the optical phase switch, in question. The individual operating modes differ from each other in at least one of the mentioned operating parameters.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform legt die elektromagnetische Strahlung zwischen dem Eintreten in den optischen Phasenschalter und dem Austreten aus dem optischen Phasenschalter eine vorgebbare optische Weglänge zurück. Dazu kann die elektromagnetische Strahlung zumindest ein, zumindest teilweise strahlungsdurchlässiges, Medium mit einem vorgebbaren optischen Brechungsindex durchqueren. Dabei ist die optische Weglänge definiert als L_opt = n × L, wobei n der jeweilige optische Brechungsindex des Mediums, durch das die elektromagnetische Strahlung hindurch tritt, ist und L die reale Wegstrecke beim Hindurchtreten durch ein derartiges Medium bezeichnet. Das heißt, dass die optische Weglänge proportional zum jeweiligen Brechungsindex des Mediums und der zurückgelegten realen Wegstrecke ist und sowohl durch den Brechungsindex als auch durch die reale Wegstrecke eingestellt werden kann.In accordance with at least one embodiment, the electromagnetic radiation travels a predetermined optical path length between the entry into the optical phase switch and the exit from the optical phase switch. For this purpose, the electromagnetic radiation can traverse at least one, at least partially radiation-permeable, medium having a predefinable optical refractive index. The optical path length is defined as L _opt = n × L, where n is the respective optical refractive index of the medium through which the electromagnetic Radiation passes through, and L is the real distance when passing through such a medium. That is, the optical path length is proportional to the respective refractive index of the medium and the traveled real distance and can be adjusted by both the refractive index and the real path.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind unterschiedliche Betriebsmodi unterschiedlichen optischen Weglängen zugeordnet. ”Unterschiedlich” heißt in diesem Zusammenhang, dass die Betriebsmodi und die optischen Weglängen untereinander nicht identisch sind. Beispielsweise ist ein Betriebsmodus eindeutig, beispielsweise eineindeutig, einer Phasenbeziehung, welche mittels des optischen Phasenschalters eingestellt und/oder verändert wird, zugeordnet. während einer vorgebbaren Betriebsperiode, das heißt einer vorgebbaren Zeitspanne eines Betriebsmodus, können die Betriebsparameter, mit dem der optische Phasenschalter betrieben wird, unverändert sein. Dabei können die einzelnen Betriebsmodi zu einem vorgebbaren Zeitpunkt beispielsweise durch analoges Umschalten oder in Abhängigkeit eines vorgebbaren Zeitintervalls, zum Beispiel kontinuierlich, schrittweise oder periodisch, ineinander übergehen. Dabei ist denkbar, dass der optische Phasenschalter in zwei, drei, vier oder mehr Betriebsmodi betreibbar ist. Mit anderen Worten kann die Ansteuervorrichtung zwischen den einzelnen Betriebsmodi wählen und in Abhängigkeit des Betriebsmodus den optischen Phasenschalter betreiben.In accordance with at least one embodiment, different operating modes are assigned to different optical path lengths. In this context, "different" means that the operating modes and the optical path lengths are not identical to one another. For example, an operating mode is unambiguously, for example one-to-one, associated with a phase relationship set and / or changed by means of the optical phase switch. during a predeterminable operating period, that is to say a prescribable period of an operating mode, the operating parameters with which the optical phase switch is operated may be unchanged. In this case, the individual operating modes can merge into one another at a predefinable time, for example by analog switching or as a function of a predefinable time interval, for example continuously, stepwise or periodically. It is conceivable that the optical phase switch in two, three, four or more operating modes is operable. In other words, the drive device can choose between the individual operating modes and operate the optical phase switch depending on the operating mode.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils umfasst dieses zumindest einen optischen Phasenschalter, der dazu eingerichtet ist, zumindest eine Phasenbeziehung von auf ihn auftreffender und zumindest teilweise durch ihn hindurch tretender elektromagnetischer Strahlung einzustellen und/oder zu verändern. Zudem umfasst das optoelektronische Bauteil zumindest eine Ansteuervorrichtung zum Betreiben des optischen Phasenschalters, wobei der optische Phasenschalter in zumindest zwei Betriebsmodi betreibbar ist. Dabei legt die elektromagnetische Strahlung zwischen dem Eintreten in den optischen Phasenschalter und dem Austreten aus dem optischen Phasenschalter eine vorgebbare optische Weglänge zurück, wobei unterschiedliche Betriebsmodi unterschiedlichen optischen Weglängen zugeordnet sind.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic component, the latter comprises at least one optical phase switch, which is set up to adjust and / or to change at least one phase relationship of electromagnetic radiation impinging on it and at least partially passing through it. In addition, the optoelectronic component comprises at least one drive device for operating the optical phase switch, wherein the optical phase switch is operable in at least two operating modes. In this case, the electromagnetic radiation between the entry into the optical phase switch and the exit from the optical phase switch returns a predefinable optical path length, wherein different operating modes are assigned to different optical path lengths.

Das hier beschriebene optoelektronische Bauteil beruht dabei unter anderem auf der Erkenntnis, dass elektromagnetische Strahlung, zum Beispiel hochkohärentes Laserlicht, in verschiedenen Anwendungen, beispielsweise bei Projektionsanwendungen, zu unerwünschten Beugungseffekten führen kann. Derartige Beugungseffekte können unter anderem auf die über große Kohärenzlängen starren Phasenbeziehungen des hochkohärenten Lichts zurückgeführt werden. Zum Beispiel handelt es sich bei den Beugungseffekten um unterschiedlich helle Lichtmuster, bei dem beispielsweise nach Projektion der elektromagnetischen Strahlung auf einem Betrachtungsschirm Lichtflecken (auch Speckles) in der Projektionsfläche, beispielsweise für einen externen Betrachter erkennbar sind. Derartige Lichtflecken, beispielsweise in Projektionsanwendungen und/oder in holografischen Anwendungen, können daher ein Signal-Rausch-Verhältnis des Projektionsbildes herabsetzen.Among other things, the optoelectronic component described here is based on the knowledge that electromagnetic radiation, for example highly coherent laser light, can lead to undesired diffraction effects in various applications, for example in projection applications. Among other things, such diffraction effects can be attributed to the phase relationships of the highly coherent light that are rigid over large coherence lengths. For example, the diffraction effects are differently bright light patterns in which, for example, after projection of the electromagnetic radiation on a viewing screen, light spots (also speckles) in the projection surface can be recognized, for example for an external viewer. Such light spots, for example in projection applications and / or in holographic applications, can therefore reduce a signal-to-noise ratio of the projection image.

Beispielsweise können solche Beugungseffekte durch elektronische und/oder softwareartige Maßnahmen bei einer Bild- beziehungsweise Signalverarbeitung der zu projizierenden elektromagnetischen Strahlung zumindest reduziert werden.For example, such diffraction effects can be at least reduced by electronic and / or software-like measures in the case of image or signal processing of the electromagnetic radiation to be projected.

Alternativ oder zusätzlich können die Beugungseffekte durch apparative optische Geräte, beispielsweise optischen Linsen oder rotierenden Milchglasscheiben, welche in den Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung eingebracht sein können, zumindest reduziert werden. Sowohl die elektronischen und/oder softwareartigen Maßnahmen als auch die apparativen optischen Geräte haben zum Ziel, die starre Phasenbeziehung der einzelnen Wellenzüge innerhalb der beispielsweise hochkohärenten elektromagnetischen Strahlung zumindest stellenweise aufzubrechen. Durch ein derartiges Aufbrechen, das heißt ein Einstellen und/oder verändern zumindest einer Phasenbeziehung der elektromagnetischen Strahlung, werden daher die Beugungseffekte zumindest reduziert.Alternatively or additionally, the diffraction effects can be at least reduced by apparatus optical devices, for example optical lenses or rotating frosted glass panes, which can be introduced into the beam path of the electromagnetic radiation. Both the electronic and / or software-like measures and the apparatus optical devices have the goal of breaking up the rigid phase relationship of the individual wave trains within the, for example, highly coherent electromagnetic radiation at least in places. By such breaking up, that is to say setting and / or changing at least one phase relationship of the electromagnetic radiation, the diffraction effects are therefore at least reduced.

Allerdings gehen die oben geschilderten Maßnahmen zur Verringerung der hier beschriebenen Beugungseffekte mit beispielsweise einer Verringerung einer Strahlqualität der elektromagnetischen Strahlung, zum Beispiel durch diffuse Lichtstreuung, und/oder des Bildkontrastes einher. Zum Beispiel kann mittels der oben vorgeschlagenen Maßnahmen die elektromagnetische Strahlung beziehungsweise das Bild, welches nach dem Projizieren der elektromagnetischen Strahlung auf eine Projektionsfläche entsteht, an Schärfe, Kontrast und/oder Hintergrundhelligkeit verlieren.However, the above-described measures for reducing the diffraction effects described here are accompanied by, for example, a reduction in the beam quality of the electromagnetic radiation, for example by diffuse light scattering, and / or the image contrast. For example, by means of the measures proposed above, the electromagnetic radiation or the image which arises after the projecting of the electromagnetic radiation onto a projection surface may lose its sharpness, contrast and / or background brightness.

Zudem können die optischen Eigenschaften der apparativen optischen Geräte abhängig von einer Wellenlänge des eintreffenden und zu beugenden Lichts sein. Weiter können sowohl die softwareartigen Maßnahmen als auch die apparativen optische Geräte, beispielsweise die rotierenden Milchglasscheiben, mit Problemen in der Betriebsstabilität, im Hinblick auf Erschütterungen und/oder mechanisch bewegte Teile, des optoelektrischen Bauteils einhergehen.In addition, the optical properties of the apparatus optical devices can be dependent on a wavelength of the incoming and diffracted light. Furthermore, both the software-like measures and the apparatus-optical devices, for example the rotating frosted glass panes, can be accompanied by problems in terms of operating stability with regard to vibrations and / or mechanically moving parts of the optoelectrical component.

Um nun derartige Beugungseffekte zu vermeiden und gleichzeitig sowohl eine Strahlqualität der elektromagnetischen Strahlung zumindest aufrecht zu erhalten als auch ein betriebsstabiles optisches Bauteil auf kostengünstige Art und Weise zu erhalten, macht das hier beschriebene optoelektronische Bauteil unter anderem von der Idee Gebrauch, zumindest einen optischen Phasenschalter bereitzustellen, der dazu eingerichtet ist, zumindest eine Phasenbeziehung von auf ihn auftreffender und zumindest teilweise durch ihn hindurch tretender elektromagnetischer Strahlung einzustellen und/oder zu verändern. Mittels einer Ansteuervorrichtung, also mit minimalem Aufwand, kann daher die Phasenbeziehung verändert werden. In order to avoid such diffraction effects and at the same time at least maintain a beam quality of the electromagnetic radiation as well as to obtain a stable operating optical component in a cost effective manner, the optoelectronic component described here makes use, inter alia, of the idea of providing at least one optical phase switch which is set up to adjust and / or change at least one phase relationship of electromagnetic radiation impinging on it and at least partially passing through it. By means of a drive device, that is with minimal effort, therefore, the phase relationship can be changed.

Dies geschieht insbesondere dadurch, dass in Abhängigkeit verschiedener Betriebsmodi die Ansteuervorrichtung den optischen Phasenschalter ansteuert, wobei sich in Abhängigkeit der genannten Betriebsmodi jeweils eine vorgebbare optische Weglänge, welche die elektromagnetische Strahlung zwischen dem Eintreten in den optischen Phasenschalter und dem Austreten aus dem optischen Phasenschalter zurücklegt, ändert. Mit anderen Worten führt der hier beanspruchte optische Phasenschalter zu dem gewünschten Phasenhub in der elektromagnetischen Strahlung. Das heißt, dass zum Erreichen des Phasenhubs auf ein aufwändiges Nachschalten und/oder Aufbereiten des Lichtstrahls mittels elektronischer und/oder softwareartiger Maßnahmen oder apparativer Geräte verzichtet werden kann und gleichzeitig eine Strahlqualität der elektromagnetischen Strahlung zumindest aufrecht erhalten wird. Weiter ist ein derartiges optoelektronisches Bauteil platzsparend und kompakt im Aufbau.This occurs in particular in that, depending on various operating modes, the drive device activates the optical phase switch, with a predefinable optical path length which covers the electromagnetic radiation between the entry into the optical phase switch and the exit from the optical phase switch depending on the aforementioned operating modes, changes. In other words, the optical phase switch claimed here leads to the desired phase shift in the electromagnetic radiation. This means that, in order to achieve the phase shift, it is possible to dispense with elaborate downstream switching and / or processing of the light beam by means of electronic and / or software-like measures or apparatus, and at least maintain a beam quality of the electromagnetic radiation. Furthermore, such an optoelectronic component is space-saving and compact in construction.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der optische Phasenschalter mit zumindest einem ersten strahlungsdurchlässigen Flüssigkeitsmedium und zumindest einem zweiten strahlungsdurchlässigen Flüssigkeitsmedium gebildet. ”Strahlungsdurchlässig” heißt in diesem Zusammenhang, dass die Flüssigkeitsmedien zumindest zu 80%, bevorzugt zu mehr als 90%, durchlässig für auf sie auftreffende elektromagnetische Strahlung sind. Dabei handelt es sich bei den Flüssigkeitsmedien insbesondere nicht um beispielsweise Festkörper, welche lediglich unter Einwirkung von beispielsweise mechanischer Kraft in ihrer Ausformung verändert werden können. Vielmehr zeigen die beiden Flüssigkeitsmedien Eigenschaften einer Flüssigkeit.In accordance with at least one embodiment, the optical phase switch is formed with at least one first radiation-permeable liquid medium and at least one second radiation-permeable liquid medium. "Radiation permeable" in this context means that the liquid media are at least 80%, preferably more than 90%, permeable to electromagnetic radiation impinging on them. In particular, the liquid media are not solids, for example, which can only be changed in their shape under the action of, for example, mechanical force. Rather, the two liquid media properties of a liquid.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform grenzen die beiden Flüssigkeitsmedien zumindest stellenweise direkt aneinander und bilden an diesen Stellen genau eine Grenzfläche aus, durch die die elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise hindurch tritt. Insbesondere kann das heißen, dass die beiden Flüssigkeitsmedien nicht miteinander mischbar sind oder sich von selbst miteinander mischen. Dabei ist die Grenzfläche zusammenhängend und bildet sich beispielsweise beim Auftreffen der beiden Flüssigkeitsmedien aufeinander zwischen diesen aus. Mit anderen Worten trennt die Grenzfläche die beiden Flüssigkeitsmedien voneinander.In accordance with at least one embodiment, the two liquid media adjoin one another at least in places directly and form at these points exactly one interface through which the electromagnetic radiation passes at least partially. In particular, this may mean that the two liquid media are not miscible with each other or mix by themselves. In this case, the interface is contiguous and forms, for example, upon impact of the two liquid media on each other between them. In other words, the interface separates the two fluid media from each other.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das erste Flüssigkeitsmedium elektrisch leitend und das zweite Flüssigkeitsmedium elektrisch isolierend. Beispielsweise unterscheiden sich die Werte der beiden Flüssigkeitsmedien im Hinblick auf ihre elektrische Leitfähigkeit um zumindest einen Faktor 100.In accordance with at least one embodiment, the first liquid medium is electrically conductive and the second liquid medium is electrically insulating. For example, the values of the two liquid media differ by at least a factor of 100 in terms of their electrical conductivity.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind ein optischer Brechungsindex des ersten Flüssigkeitsmediums und ein optischer Brechungsindex des zweiten Flüssigkeitsmediums verschieden voneinander. Das heißt, dass die beiden Brechungsindizes der Flüssigkeitsmedien nicht gleich sind. Insbesondere heißt dies, dass elektromagnetische Strahlung, welche durch die jeweiligen Flüssigkeitsmedien hindurch tritt, jeweils den Flüssigkeitsmedien zugeordnete unterschiedliche optische Weglängen zurücklegen.According to at least one embodiment, an optical refractive index of the first liquid medium and an optical refractive index of the second liquid medium are different from each other. That is, the two refractive indices of the liquid media are not the same. In particular, this means that electromagnetic radiation, which passes through the respective liquid media, each cover the optical media associated with different optical path lengths.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform erzeugt die Ansteuervorrichtung im Betrieb des optoelektronischen Bauteils in Abhängigkeit des jeweiligen Betriebsmodus zumindest ein zeitlich veränderbares elektrisches Feld in dem optischen Phasenschalter, wobei zumindest eine der folgenden Eigenschaften Ausformung und/oder ein Ort innerhalb des optischen Phasenschalters der Grenzfläche an eine Orientierung und/oder Stärke des elektrischen Feldes gekoppelt ist. Zum Beispiel ist eine Stärke und/oder eine Orientierung des elektrischen Feldes einer Ausformung und/oder einem Ort innerhalb des optischen Phasenschalters der Grenzfläche eindeutig, beispielsweise eineindeutig, zugeordnet. Mit anderen Worten ist das elektrische Feld, dessen absolute Größe und/oder dessen Ausrichtung maßgebend für die Eigenschaften der Grenzfläche.In accordance with at least one embodiment, the drive device generates at least one time-variable electric field in the optical phase switch in operation of the optoelectronic component, wherein at least one of the following properties shaping and / or a location within the optical phase switch of the interface to an orientation and / or strength of the electric field is coupled. For example, a strength and / or orientation of the electric field is uniquely associated with a shape and / or location within the optical phase switch of the interface, for example, one-to-one. In other words, the electric field, its absolute size and / or its orientation are decisive for the properties of the interface.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist zumindest eine optische Weglänge, den die elektromagnetische Strahlung beim Durchtritt durch den optischen Phasenschalter zurücklegt, zumindest einem vorgebbaren Wert des elektrischen Feldes zugeordnet. Mit anderen Worten kann über das elektrische Feld und dessen Eigenschaften die optische Weglänge, den die elektromagnetische Strahlung zurücklegen muss, gezielt angesteuert und eingestellt werden.In accordance with at least one embodiment, at least one optical path length traveled by the electromagnetic radiation as it passes through the optical phase switch is associated with at least one predefinable value of the electric field. In other words, via the electric field and its properties, the optical path length which the electromagnetic radiation has to cover can be selectively controlled and adjusted.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weicht der optische Brechungsindex des ersten Flüssigkeitsmediums von dem optischen Brechungsindex des zweiten Flüssigkeitsmediums um höchstens 5%, bevorzugt höchstens 2,5%, ab. Zwar kann bei einer größeren Abweichung als der hier beanspruchten 5% über einen derart großen Unterschied in den Brechungsindizes zwischen den einzelnen optischen Weglängen beispielsweise ein größerer Phasenhub der einzelnen Phasen der elektromagnetischen Strahlung erzeugt werden, jedoch besteht die Gefahr, dass es bei derartigen Abweichungen der einzelnen Brechungsindizes voneinander an der Grenzfläche zwischen den einzelnen Flüssigkeitsmedien zu unerwünschten Streu- und/oder Brechungseffekten kommt. Derartige Grenzflächeneffekte können daher die Strahlqualität der elektromagnetischen Strahlung verringern und/oder unerwünscht verändern. Bei der hier beanspruchten Höchstgrenze einer Abweichung der einzelnen Brechungsindizes voneinander werden zum einen derartige unerwünschte Grenzflächeneffekte vermieden und zum anderen ein ausreichender Phasenhub erzeugt.In accordance with at least one embodiment, the optical refractive index of the first liquid medium deviates from the optical refractive index of the second liquid medium by at most 5%, preferably at most 2.5%. While can at a larger deviation than the 5% claimed here over such a large difference in the refractive indices between the individual optical path lengths, for example, a larger phase deviation of the individual phases of the electromagnetic radiation are generated, but there is a risk that it at such deviations of the individual refractive indices from each other the interface between the individual liquid media to undesirable scattering and / or refraction effects comes. Such interface effects can therefore reduce the beam quality of the electromagnetic radiation and / or change it undesirably. In the maximum limit of a deviation of the individual refractive indices from each other claimed here, such undesired interfacial effects are avoided on the one hand, and on the other hand a sufficient phase deviation is generated.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen das erste Flüssigkeitsmedium und das zweite Flüssigkeitsmedium eine im Wesentlichen gleich große Dichte auf. ”Im Wesentlichen” heißt, dass die einzelnen Dichten der Flüssigkeitsmedien um höchstens 10 bevorzugt um höchstens 5%, besonders bevorzugt um höchstens 0,5% voneinander abweichen. Müssen beispielsweise beim Umschalten von einem Betriebsmodus in den anderen Betriebsmodus die beiden Flüssigkeitsmedien dynamisch, das heißt im Hinblick auf ihren Ort innerhalb des optischen Phasenschalters, bewegt werden, gewährleistet die im Wesentlichen gleich große Dichte der Flüssigkeitsmedien eine mechanische und/oder dynamische Stabilität des durch die Flüssigkeitsmedien gebildeten Flüssigkeitssystems und damit auch ebenso eine Betriebsstabilität des optoelektronischen Bauteils.In accordance with at least one embodiment, the first liquid medium and the second liquid medium have a substantially equal density. "Substantially" means that the individual densities of the liquid media differ from one another by at most 10, preferably by at most 5%, particularly preferably by at most 0.5%. If, for example, when switching from one operating mode to the other operating mode, the two liquid media must be moved dynamically, that is, with respect to their location within the optical phase switch, the substantially equal density of the liquid media ensures a mechanical and / or dynamic stability of the Liquid media formed fluid system and thus also an operating stability of the optoelectronic device.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen das erste Flüssigkeitsmedium und das zweite Flüssigkeitsmedium eine im Wesentlichen gleich große Viskosität auf. ”Im wesentlichen” heißt in diesem Zusammenhang, dass die einzelnen Viskositäten nicht mehr als 10%, bevorzugt nicht mehr als 5%, voneinander abweichen.According to at least one embodiment, the first liquid medium and the second liquid medium have a substantially equal viscosity. "Substantially" in this context means that the individual viscosities do not differ from one another by more than 10%, preferably not more than 5%.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind das erste Flüssigkeitsmedium und das zweite Flüssigkeitsmedium übereinander, in einer Richtung parallel zu einer Strahlrichtung der auf den optischen Phasenschalter auftreffenden elektromagnetischen Strahlung, angeordnet, wobei die Grenzfläche sich in Abhängigkeit des angelegten elektrischen Feldes und/oder des Betriebsmodus in dieser Richtung zumindest in ihrer Ausformung ändert. zum Beispiel ändert sich in dieser Richtung die Krümmung und/oder eine Wölbung der Grenzfläche. Wird beispielsweise ein elektrisches Wechselfeld angelegt, ist denkbar, dass die Grenzfläche in Abhängigkeit einer Frequenz des elektrischen Wechselfeldes in dieser Richtung hin und her schwingt.In accordance with at least one embodiment, the first liquid medium and the second liquid medium are arranged one above the other, in a direction parallel to a beam direction of the electromagnetic radiation impinging on the optical phase switch, the interface depending on the applied electric field and / or the operating mode in that direction at least in its shape changes. for example, the curvature and / or curvature of the interface changes in this direction. If, for example, an alternating electric field is applied, it is conceivable that the boundary surface oscillates in this direction as a function of a frequency of the alternating electric field.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind das erste Flüssigkeitsmedium und das zweite Flüssigkeitsmedium nebeneinander, in einer Richtung senkrecht zu einer Strahlrichtung der auf den optischen Phasenschalter auftreffenden elektromagnetischen Strahlung angeordnet, wobei die Grenzfläche sich in Abhängigkeit des angelegten elektrischen Feldes und/oder des Betriebsmodus in dieser Richtung zumindest im Hinblick auf ihren Ort innerhalb des optischen Phasenschalters ändert. Ist an den optischen Phasenschalter mittels der Ansteuervorrichtung ein elektrisches Wechselfeld einer vorgebbaren Frequenz angelegt, ist denkbar, dass in Abhängigkeit dieser Frequenz die beiden Flüssigkeitsmedien in dieser Richtung hin und her schwingen. In diesem Fall kann die Ausformung der Grenzfläche während des Hin- und Herschwingens unverändert bleiben.In accordance with at least one embodiment, the first liquid medium and the second liquid medium are arranged side by side, in a direction perpendicular to a beam direction of the electromagnetic radiation impinging on the optical phase switch, the interface depending at least on the applied electric field and / or the operating mode in this direction changes with respect to their location within the optical phase switch. If an alternating electrical field of a predefinable frequency is applied to the optical phase switch by means of the drive device, it is conceivable that the two fluid media oscillate in this direction in response to this frequency. In this case, the shape of the interface during rocking can remain unchanged.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der optische Phasenschalter mit einem strahlungsdurchlässigen, elektrooptischen Medium gebildet, wobei ein Brechungsindex des elektrooptischen Mediums von einem an den optischen Phasenschalter und/oder an das elektrooptische Medium angelegten elektrischen Feld abhängt. Dabei erzeugt die Ansteuervorrichtung in Abhängigkeit von dem jeweiligen Betriebsmodus das elektrische Feld. Beispielsweise werden mittels des angelegten elektrischen Feldes in dem elektrooptischen Medium elektrische Signale induziert, welche eine Kristallorientierung des elektrooptischen Mediums ändern. Zum Beispiel weist unter dem Einfluss des elektrischen Feldes das elektrooptische Medium eine Vorzugsrichtung auf, unter der elektromagnetische Strahlung besonders barrierefrei durch das elektrooptische Medium hindurch treten kann. Bei Abschalten und/oder Verändern des elektrischen Feldes können in das elektrooptische Medium weitere elektrische Signale induziert werden, welche die Kristalle des elektrooptischen Mediums von einer Vorzugsrichtung abweichen lassen. Eine derartige Abweichung von der Vorzugsrichtung kann dann mit einer Änderung im optischen Brechungsindex des elektrooptischen Mediums einhergehen.In accordance with at least one embodiment, the optical phase switch is formed with a radiation-transmissive, electro-optical medium, wherein a refractive index of the electro-optical medium depends on an electric field applied to the optical phase switch and / or to the electro-optical medium. In this case, the drive device generates the electric field as a function of the respective operating mode. For example, electrical signals which change a crystal orientation of the electro-optical medium are induced in the electro-optical medium by means of the applied electric field. For example, under the influence of the electric field, the electro-optical medium has a preferred direction under which electromagnetic radiation can pass through the electro-optical medium in a particularly barrier-free manner. When switching off and / or changing the electric field further electrical signals can be induced in the electro-optical medium, which can deviate the crystals of the electro-optical medium from a preferred direction. Such a deviation from the preferred direction can then be accompanied by a change in the optical refractive index of the electro-optical medium.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der optische Phasenschalter mit einer verformbaren strahlungsdurchlässigen Membran gebildet, welche zumindest eine Grenzfläche aufweist. Zum Beispiel handelt es sich bei der strahlungsdurchlässigen Membran um eine Membranlinse, wobei die Grenzfläche in diesem Fall bezüglich der strahlungsdurchlässigen Membran konvex ausgeformt sein kann.In accordance with at least one embodiment, the optical phase switch is formed with a deformable radiation-transmissive membrane which has at least one interface. For example, the radiation-transmissive membrane is a membrane lens, in which case the interface may be convex with respect to the radiation-transmissive membrane.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Ansteuervorrichtung einen Druckaktor, wobei der Druckaktor in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebsmodus auf die Membran einen Druck ausübt und bei unterschiedlichen Drücken die Grenzfläche unterschiedlich ausgeformt ist. Beispielsweise kann die Ansteuervorrichtung den Druckaktor in Abhängigkeit einer vorgebbaren periodischen Frequenz ansteuern, wodurch der Druckaktor mittels Ausübung des Drucks auf die Membran diese zu einer periodischen Auslenkung anregt. Zum Beispiel kann es sich bei dem Druckaktor um einen Piezo-Druckaktor und/oder um elektroaktive Polymere handeln. In Abhängigkeit von der Auslenkung der Membran hat die durch die Membran hindurch tretende elektromagnetische Strahlung unterschiedliche optische Weglängen zurückzulegen.In accordance with at least one embodiment, the drive device comprises a pressure actuator, the pressure actuator exerting pressure on the diaphragm as a function of the respective operating mode, and the interface being differently shaped at different pressures. For example, the drive device in the pressure actuator in Controlling the dependence of a predeterminable periodic frequency, whereby the pressure actuator by applying the pressure on the membrane stimulates them to a periodic deflection. For example, the pressure actuator may be a piezo pressure actuator and / or electroactive polymers. Depending on the deflection of the membrane, the electromagnetic radiation passing through the membrane has to cover different optical path lengths.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird im Betrieb des optoelektronischen Bauteils in Abhängigkeit zumindest einer Frequenz des elektrischen Feldes zumindest eine Phase und/oder Phasenbeziehung der durch den optischen Phasenschalter hindurch tretenden elektromagnetischen Strahlung verändert. Mit anderen Worten kann durch gezielte Auswahl der Frequenz des elektrischen Feldes ebenso gezielt eine Phase und/oder Phasenbeziehung verändert werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist zumindest eine Frequenz des elektrischen Feldes zumindest einer Phase und/oder Phasenbeziehung der durch den optischen Phasenschalter hindurch tretenden elektromagnetischen Strahlung zugeordnet. Zum Beispiel ist eine Frequenz des elektrischen Feldes eindeutig, beispielsweise eineindeutig, einer Phase und/oder Phasenbeziehung der elektromagnetischen Strahlung zugeordnet.In accordance with at least one embodiment, at least one phase and / or phase relationship of the electromagnetic radiation passing through the optical phase switch is changed during operation of the optoelectronic component as a function of at least one frequency of the electric field. In other words, by selectively selecting the frequency of the electric field, a phase and / or phase relationship can also be changed in a targeted manner. In accordance with at least one embodiment, at least one frequency of the electric field is associated with at least one phase and / or phase relationship of the electromagnetic radiation passing through the optical phase switch. For example, a frequency of the electric field is uniquely associated, for example, one-to-one, with a phase and / or phase relationship of the electromagnetic radiation.

Im Folgenden wird das hier beschriebene optoelektronische Bauteil anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.In the following, the optoelectronic component described here will be explained in greater detail on the basis of exemplary embodiments and the associated figures.

Die 1, 2, 3A, 3B, 4, 5A und 5B zeigen in schematischen Seitenansichten einzelne Ausführungsbeispiele des hier beschriebenen optoelektronischen Bauteils.The 1 . 2 . 3A . 3B . 4 . 5A and 5B show in schematic side views of individual embodiments of the optoelectronic device described here.

In den Ausführungsbeispielen und den Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Elemente sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.In the exemplary embodiments and the figures, identical or identically acting components are each provided with the same reference numerals. The illustrated elements are not to be considered as true to scale. Rather, individual elements may be exaggerated for better understanding.

Die 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen optoelektronischen Bauteils 100. Das optoelektronische Bauteil 100 weist einen optischen Phasenschalter 1 auf, der dazu eingerichtet ist, zumindest eine Phasenbeziehung von auf ihn auftreffender und zumindest teilweise durch ihn hindurch tretender elektromagnetischer Strahlung einzustellen und/oder zu verändern. Dabei ist der optische Phasenschalter 1 mit einem Gehäuse 13 gebildet, welches zumindest stellenweise mit einem strahlungsdurchlässigen Material gebildet ist. Weiter weist das Gehäuse 13 eine Kavität 14 auf. Vorliegend ist die Kavität 14 allseitig von dem Material des Gehäuses 13 begrenzt und damit von dem Material des Gehäuses 13 vollständig umschlossen. Die Kavität 14 ist durch eine Bodenfläche 131 sowie Seitenflächen 132 des Gehäuses 13 begrenzt, wobei die Seitenflächen 132 zu der Bodenfläche 131 einen vorgebbaren Neigungswinkel angeordnet sind. Innerhalb der Kavität 14 ist auf der Bodenfläche 131 sowie stellenweise auf den Seitenflächen 132 ein erstes strahlungsdurchlässiges Flüssigkeitsmedium M1 angeordnet, welches einen optischen Brechungsindex n1 aufweist. In einer Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung des optoelektronischen Bauteils 100 ist direkt auf dem ersten strahlungsdurchlässigen Flüssigkeitsmedium M1 ein zweites strahlungsdurchlässiges Flüssigkeitsmedium M2 angeordnet, wobei die beiden Flüssigkeitsmedien M1, M2 direkt aneinander angrenzen und an diesen Stellen genau eine Grenzfläche 4 ausbilden. Dabei ist das erste Flüssigkeitsmedium M1 elektrisch leitend und das zweite Flüssigkeitsmedium M2 elektrisch isolierend. Ein optischer Brechungsindex n2 des zweiten Flüssigkeitsmediums M2 ist von dem optischen Brechungsindex n1 des ersten Flüssigkeitsmediums M1 verschieden. Vorliegend füllen die beiden Flüssigkeitsmedien M1, M2 die Kavität 14 vollständig aus.The 1 shows a schematic side view of an embodiment of an optoelectronic device described here 100 , The optoelectronic component 100 has an optical phase switch 1 which is set up to adjust and / or modify at least one phase relationship of electromagnetic radiation impinging on it and at least partially passing through it. Here is the optical phase switch 1 with a housing 13 formed, which is formed at least in places with a radiation-transmissive material. Next, the housing 13 a cavity 14 on. The present is the cavity 14 on all sides of the material of the housing 13 limited and thus of the material of the housing 13 completely enclosed. The cavity 14 is through a floor surface 131 as well as side surfaces 132 of the housing 13 limited, with the side surfaces 132 to the floor area 131 a predetermined angle of inclination are arranged. Inside the cavity 14 is on the floor area 131 as well as in places on the side surfaces 132 a first radiation-permeable liquid medium M1 is arranged, which has an optical refractive index n1. In a direction perpendicular to the main extension direction of the optoelectronic device 100 a second radiation-permeable liquid medium M2 is arranged directly on the first radiation-permeable liquid medium M1, the two liquid media M1, M2 adjoining one another directly and at these points exactly one boundary surface 4 form. In this case, the first liquid medium M1 is electrically conductive and the second liquid medium M2 is electrically insulating. An optical refractive index n2 of the second liquid medium M2 is different from the optical refractive index n1 of the first liquid medium M1. In the present case, the two liquid media M1, M2 fill the cavity 14 completely off.

Weiter umfasst das optoelektronische Bauteil 100 eine Ansteuervorrichtung 2, zum Betreiben des optischen Phasenschalters 1, wobei der optische Phasenschalter 1 in zumindest zwei Betriebsmodi B1, B2 betreibbar ist. Vorliegend weist in dem ersten Betriebsmodus B1 die Grenzfläche 4 keine Krümmung auf, wobei in dem durch die Ansteuervorrichtung 2 vorgebbaren zweiten Betriebsmodus B2 die Grenzfläche 4 bezüglich der Bodenfläche 131 konvex ausgeformt ist. Mit anderen Worten ändert sich ausgehend von der Bodenfläche 131 hin zu der Grenzfläche 4 zumindest stellenweise eine optische Weglänge L_opt. Das heißt, dass, um das optoelektronische Bauteil 1 zu durchqueren, elektromagnetische Strahlung mit einer Strahlrichtung S, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel zuerst auf das erste Flüssigkeitsmedium M1 trifft, in Abhängigkeit der verschiedenen Betriebsmodi B1, B2 zwischen dem Eintreten in den optischen Phasenschalter 1 und dem Austreten aus dem optischen Phasenschalter 1 eine vorgebbare, unterschiedliche optische Weglänge L_opt zurücklegt. Dazu sind unterschiedliche Betriebsmodi B1, B2 unterschiedlichen optischen Weglängen L_opt zugeordnet.Furthermore, the optoelectronic component comprises 100 a drive device 2 , for operating the optical phase switch 1 , wherein the optical phase switch 1 in at least two operating modes B1, B2 is operable. In the present case, in the first operating mode B1, the boundary surface 4 no curvature, wherein in the by the driving device 2 predeterminable second operating mode B2, the interface 4 with respect to the floor area 131 convex is formed. In other words, it changes starting from the bottom surface 131 towards the interface 4 at least in places an optical path length L _opt . That is, to the optoelectronic device 1 to traverse, electromagnetic radiation having a beam direction S, which in the present embodiment first meets the first liquid medium M1, depending on the different operating modes B1, B2 between the entry into the optical phase switch 1 and exiting the optical phase switch 1 a predetermined, different optical path length L _opt travels. For this purpose, different operating modes B1, B2 are assigned to different optical path lengths L _opt .

Dabei unterscheiden sich in dem Ausführungsbeispiel gemäß der 1 die einzelnen Betriebsmodi B1 und B2 durch ein mittels der Ansteuervorrichtung 2 im Betrieb des optoelektronischen Bauteils 100 in Abhängigkeit des jeweiligen Betriebsmodus B1, B2 zeitlich veränderbar angelegten elektrischen Feldes in dem optischen Phasenschalter 1. Zur Erzeugung des elektrischen Feldes weist die Ansteuervorrichtung 2 im Bereich der Seitenflächen 132 angeordnete erste Elektroden 22 und eine im Bereich der Bodenfläche 131 angeordnete zweite Elektrode 21 auf, die bei elektrischer Kontaktierung, das heißt bei Anlegen einer elektrischen Spannung U an die beiden Elektroden 21, 22, das elektrische Feld in oder im Bereich der beiden Flüssigkeitsmedien M1, M2 erzeugen. Insbesondere kann die Elektrode 21 in direktem elektrisch leitendem Kontakt mit dem elektrisch leitenden, ersten Flüssigkeitsmedium M1 sein, während die Elektrode 22 gegenüber dem ersten Flüssigkeitsmedium M1 elektrisch isoliert ist. Mit anderen Worten kann ein elektrisch leitendes Flüssigkeitsmedium, vorliegend das erste Flüssigkeitsmedium M1, stets in direktem elektrischen Kontakt mit einer Elektrode, vorliegend mit der Elektrode 21, sein, während das Flüssigkeitsmedium M1 gegenüber der jeweils anderen Elektrode, in der 1 gegenüber der Elektrode 22, elektrisch isoliert sein kann. In Abhängigkeit einer Orientierung und/oder Stärke des elektrischen Feldes ändert sich die Ausformung, das heißt die Krümmung der Grenzfläche 4. Mit anderen Worten ist die optische Weglänge L_opt, den die elektromagnetische Strahlung beim Durchtritt durch den optischen Phasenschalter 1 zurücklegt, zumindest einem vorgebbaren Wert des elektrischen Feldes zugeordnet. Eine möglichst genaue und effektive Steuerung der einzelnen optischen Weglängen L_opt wird insbesondere dadurch ermöglicht, dass der optische Brechungsindex n1 des ersten Flüssigkeitsmediums M1 von dem optischen Brechungsindex n2 des zweiten Flüssigkeitsmediums M2 um höchstens 5% voneinander abweicht, wobei ebenso Dichten ρ der beiden Flüssigkeitsmedien M1, M2 um höchstens 0,05% voneinander abweichen. Ein derartiges, zeitlich dynamisches durch die Flüssigkeitsmedien M1, M2 gebildetes Flüssigkeitssystem ist nicht nur mechanisch stabil, sondern weist ebenso eine möglichst große Steuerbarkeit der optischen Weglängen L_opt über die unterschiedlichen Brechungsindizes auf. Insbesondere kann zumindest eine Frequenz ω des elektrischen Feldes zumindest einer Phase und/oder Phasenbeziehung der durch den optischen Phasenschalter 1 hindurch tretenden elektromagnetischen Strahlung zugeordnet sein. Mit anderen Worten wird in Abhängigkeit zumindest einer Frequenz ω des elektrischen Feldes zumindest eine Phase und/oder Phasenbeziehung der durch den optischen Phasenschalter 1 hindurch tretenden elektromagnetischen Strahlung verändert. Dazu kann die Grenzfläche 4 in der Strahlrichtung S mit der Frequenz 2ω des elektrischen Feldes hin und her schwingen. Dies kann unter anderem darauf zurückgeführt werden, dass ein Benetzungswinkel, hervorgerufen durch den in Zusammenhang mit der 1 beschriebenen Benetzungseffekt, quadratisch von der Frequenz ω und/oder einer Amplitude des angelegten elektrischen Feldes, und damit der damit angelegten Spannung, abhängt.In this case, in the embodiment according to the 1 the individual operating modes B1 and B2 by means of the drive device 2 during operation of the optoelectronic component 100 depending on the respective operating mode B1, B2 applied temporally changeable electric field in the optical phase switch 1 , For generating the electric field, the drive device 2 in the area of the side surfaces 132 arranged first electrodes 22 and one in the area of the floor area 131 arranged second electrode 21 on, in the case of electrical contacting, that is to say when an electrical voltage U is applied to the two electrodes 21 . 22 , generate the electric field in or in the region of the two liquid media M1, M2. In particular, the electrode 21 in direct electrically conductive contact with the electrically conductive first liquid medium M1 while the electrode 22 is electrically isolated from the first liquid medium M1. In other words, an electrically conductive liquid medium, in the present case the first liquid medium M1, can always be in direct electrical contact with an electrode, in the present case with the electrode 21 be, while the liquid medium M1 with respect to the respective other electrode, in the 1 opposite the electrode 22 , can be electrically isolated. Depending on an orientation and / or strength of the electric field, the shape changes, that is, the curvature of the interface 4 , In other words, the optical path length L _{opt is} the electromagnetic radiation as it passes through the optical phase switch 1 covers at least a predetermined value of the electric field assigned. The most accurate and effective control of the individual optical path lengths L _opt is made possible in particular by the fact that the optical refractive index n1 of the first liquid medium M1 differs from the optical refractive index n2 of the second liquid medium M2 by at most 5%, whereby densities ρ of the two liquid media M1 , M2 differ by not more than 0.05%. Such a temporally dynamic liquid system formed by the liquid media M1, M2 is not only mechanically stable, but also has the greatest possible controllability of the optical path lengths L _opt over the different refractive indices. In particular, at least one frequency ω of the electric field of at least one phase and / or phase relationship of the optical phase switch 1 Be assigned to passing electromagnetic radiation. In other words, as a function of at least one frequency ω of the electric field, at least one phase and / or phase relationship of the optical phase switch 1 changed by passing electromagnetic radiation. This can be the interface 4 in the beam direction S with the frequency 2ω of the electric field swing back and forth. This can be attributed inter alia to the fact that a wetting angle, caused by the in connection with the 1 described wetting effect, square of the frequency ω and / or an amplitude of the applied electric field, and thus the voltage applied thereto depends.

In der 2 ist in einer schematischen Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen optoelektronischen Bauteils 100 gezeigt. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der 1 sind das erste Flüssigkeitsmedium M1 und das zweite Flüssigkeitsmedium M2 nebeneinander, in einer Richtung senkrecht zu einer Strahlrichtung S der auf den optischen Phasenschalter 1 auftreffenden elektromagnetischen Strahlung, angeordnet. Dazu ist der optische Phasenschalter 1 mit einer Gehäusewand 15 gebildet, welche in der Richtung senkrecht zur Strahlrichtung S vollständig geschlossen ist. Dadurch ist innerhalb des Gehäuses 15 eine weitere Kavität 16 erzeugt, wobei innerhalb der Kavität 16 eine Trennwand 102 angeordnet ist. In dem restlich verbleibenden Raum der Kavität 16 sind die beiden Flüssigkeitsmedien M1, M2 angeordnet, welche den verbleibenden Raum der Kavität 16 vollständig ausfüllen.In the 2 is a schematic side view of another embodiment of an optoelectronic device described here 100 shown. In contrast to the embodiment of 1 For example, the first liquid medium M1 and the second liquid medium M2 are juxtaposed in a direction perpendicular to a beam direction S of the optical phase switch 1 incident electromagnetic radiation, arranged. This is the optical phase switch 1 with a housing wall 15 formed, which is completely closed in the direction perpendicular to the beam direction S. This is inside the case 15 another cavity 16 generated, being inside the cavity 16 a partition 102 is arranged. In the remaining space of the cavity 16 are the two liquid media M1, M2 arranged, which the remaining space of the cavity 16 completely complete.

Beabstandet zueinander sind in dem Gehäuse 15 die Elektroden 21 und 22 angeordnet, welche in Abhängigkeit der Betriebsmodi B1, B2 und/oder des dadurch mittels der Ansteuervorrichtung 2 angelegten elektrischen Feldes innerhalb der Flüssigkeitsmedien M1, M2 beispielsweise ein elektrisches Feld einer vorgebbaren Größe und Orientierung erzeugen. Zudem weist das Gehäuse 15 eine Strahldurchtrittsöffnung 104 (auch Apertur) auf, durch welche die elektromagnetische Strahlung in den optischen Phasenschalter 1 gelangen kann, und in Abhängigkeit des jeweiligen Betriebsmodus durch das erste Flüssigkeitsmedium M1 oder das zweite Flüssigkeitsmedium M2 hindurch tritt. Dabei ist im Betriebsmodus B1 keine Spannung an die Elektroden 21 und 22 angelegt, sodass über die Strahldurchtrittsöffnung 104 in den optischen Phasenschalter 1 eintretende elektromagnetische Strahlung durch das Flüssigkeitsmedium M1 hindurch tritt.Spaced from each other are in the housing 15 the electrodes 21 and 22 arranged, which in dependence of the operating modes B1, B2 and / or thereby by means of the drive device 2 applied electric field within the liquid media M1, M2, for example, generate an electric field of a predetermined size and orientation. In addition, the housing has 15 a beam passage opening 104 (also aperture) through which the electromagnetic radiation into the optical phase switch 1 can pass, and passes through the first liquid medium M1 or the second liquid medium M2 depending on the respective operating mode. There is no voltage to the electrodes in operating mode B1 21 and 22 created, so over the beam passage opening 104 in the optical phase switch 1 incoming electromagnetic radiation passes through the liquid medium M1.

Im Betriebsmodus B2 hingegen ist eine vorgebbare Gleichspannung U an die Elektroden 21 und 22 angelegt. Dadurch wird im Betriebsmodus B2 das Flüssigkeitsmedium M2 in einer zur Strahlrichtung S senkrechten Richtung R bewegt und überdeckt nun die Strahldurchtrittsöffnung 104 vollständig. Mit anderen Worten sind die beiden Flüssigkeitsmedien M1 und M2 im Betriebsmodus im Vergleich zum Betriebsmodus B1 verschoben. Um den optischen Phasenschalter 1 anschließend wieder, mittels der Ansteuervorrichtung 2, im Betriebsmodus B1 zu betreiben, können die beiden Flüssigkeitsmedien M1 und M2 beispielsweise mittels weiterer im optischen Phasenschalter 1 eingebrachter Elektroden in den Ausgangszustand, welcher dem Betriebsmodus B1 entspricht, zurückgezogen werden.In the operating mode B2, however, is a predetermined DC voltage U to the electrodes 21 and 22 created. As a result, in the operating mode B2, the liquid medium M2 is moved in a direction R perpendicular to the jet direction S and now covers the jet passage opening 104 Completely. In other words, the two liquid media M1 and M2 are shifted in the operating mode compared to the operating mode B1. Around the optical phase switch 1 then again, by means of the drive device 2 To operate in the operating mode B1, the two liquid media M1 and M2, for example by means of another in the optical phase switch 1 introduced electrodes in the initial state, which corresponds to the operating mode B1, are withdrawn.

In den 3A und 3B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen optoelektronischen Bauteils 100 gezeigt. Der optische Phasenschalter 1 ist in vorliegendem Ausführungsbeispiel mit einer verformbaren, strahlungsdurchlässigen Membran 5 gebildet, welche zumindest eine Grenzfläche 4 aufweist. Zudem umfasst die Ansteuervorrichtung 2 einen Druckaktor 51, der in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebsmodus B1, B2 auf die Membran 5 einen Druck ausübt. Dabei ist bei unterschiedlichen Drücken die Grenzfläche 4 unterschiedlich ausgeformt. Insbesondere kann die Membran 5 in einer Kammer oder Kavität angeordnet sein. Wird auf die Kammer oder die Kavität ein äußerer Druck ausgeübt, kann, in Abhängigkeit des Drucks, die Membran ausgelenkt werden.In the 3A and 3B is another embodiment of an optoelectronic device described here 100 shown. The optical phase switch 1 is in the present embodiment with a deformable, radiation-permeable membrane 5 formed, which at least one interface 4 having. In addition, the drive device comprises 2 a print actuator 51 , which depends on the respective operating mode B1, B2 on the membrane 5 exerts a pressure. It is at different pressures, the interface 4 differently shaped. In particular, the membrane 5 be arranged in a chamber or cavity. If an external pressure is exerted on the chamber or the cavity, the membrane can be deflected depending on the pressure.

In der 3A weist im Betriebsmodus B1 die strahlungsdurchlässige Membran 5 eine konstante Dicke D₁ auf. Das heißt, dass in der 3A die Grenzfläche 4 keine Krümmung aufweist.In the 3A has the radiation-permeable membrane in operating mode B1 5 a constant thickness D ₁ . That means that in the 3A the interface 4 has no curvature.

In der 3B ist gezeigt, wie auf die Membran 5 mittels des Druckaktors 51 ein mechanischer Druck ausgeübt wird, wodurch die Membran 5 in einer Richtung senkrecht zur Strahlrichtung S gequetscht wird. Durch eine derartige Quetschung weist die Membran 5 in Richtung parallel zu der Strahlrichtung S eine maximale Dicke D₂ auf, wobei die Dicke D₂ größer als die Dicke D₁ ist. Mit anderen Worten liegt im Betriebsmodus B2 die elektromagnetische Strahlung beim Durchtritt, mittig durch die Membran 5, eine größere optische Weglänge L_opt zurück als im Betriebsmodus B1, da die optische Weglänge L_opt proportional zu der realen Wegstrecke L ist. Insofern kann über eine derartige mechanische Belastung der Membran 5 und einer damit einhergehenden Veränderung des optischen Weges L_opt zumindest eine Phasenbeziehung von der auf die Membran 5 auftreffenden elektromagnetischen Strahlung S eingestellt und/oder verändert werden.In the 3B is shown as on the membrane 5 by means of the pressure actuator 51 a mechanical pressure is exerted, causing the membrane 5 is squeezed in a direction perpendicular to the beam direction S. By such a pinch, the membrane 5 in the direction parallel to the beam direction S has a maximum thickness D ₂ , wherein the thickness D _{2 is} greater than the thickness D ₁ . In other words, in the operating mode B2, the electromagnetic radiation passes through the center of the membrane 5 , a larger optical path length L _opt back than in the operating mode B1, since the optical path length L _{opt is} proportional to the real distance L. In this respect, over such a mechanical load of the membrane 5 and a concomitant change in the optical path L _opt at least a phase relationship of the on the membrane 5 impinging electromagnetic radiation S can be adjusted and / or changed.

In der 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen optoelektronischen Bauteils 100 gezeigt. Dabei sind die beiden Flüssigkeitsmedien M1 und M2 parallel zur Strahlrichtung S der auftreffenden elektromagnetischen Strahlung, das heißt übereinander, und in der Strahlrichtung S zwischen einem Glasdeckel 19 und einem strahlungsdurchlässigen Bodenträger 18 des optischen Phasenschalters 1 angeordnet. Mit anderen Worten bilden die beiden Flüssigkeitsmedien ein zwei-Phasen-Flüssigkeitssystem. Dabei kann ein Umschalten von einem Betriebmodus in den jeweils anderen Betriebsmodus mittels physikalischer Effekte zur Beeinflussung der Benetzungsmorphologie, mittels Elektrobenetzung, Elektrophorese und/oder dielektrischen Kräften, der oder innerhalb der Flüssigkeitsmedien M1 und M2 geschehen.In the 4 is another embodiment of an optoelectronic device described here 100 shown. The two liquid media M1 and M2 are parallel to the beam direction S of the incident electromagnetic radiation, that is, one above the other, and in the beam direction S between a glass cover 19 and a radiolucent bottom support 18 of the optical phase switch 1 arranged. In other words, the two fluid media form a two-phase fluid system. In this case, switching from one operating mode to the other operating mode by means of physical effects for influencing the wetting morphology, by means of electrowetting, electrophoresis and / or dielectric forces, or within the liquid media M1 and M2 happen.

Ebenso ist denkbar, dass die beiden Flüssigkeitsmedien M1 und M2 in der Richtung senkrecht zur Strahlrichtung S ringförmig oder in Form einer Ellipse zueinander angeordnet sind. In diesem Fall umschließt ein Flüssigkeitsmedium in dieser Richtung das jeweils andere Flüssigkeitsmedium.It is also conceivable that the two liquid media M1 and M2 are arranged in the direction perpendicular to the beam direction S annular or in the form of an ellipse to each other. In this case, a fluid medium in this direction encloses the other fluid medium.

In den 5A und 5B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen optoelektronischen Bauteils 100 gezeigt, bei dem der optische Phasenschalter 1 mit einem strahlungsdurchlässigen, elektrooptischen Medium 6 gebildet ist, wobei ein Brechungsindex des elektrooptischen Mediums 6 von einem an den optischen Phasenschalter 1 und/oder an das elektrooptische Medium 6 angelegten elektrischen Feld abhängt. Insbesondere kann es sich bei dem optischen Phasenschalter 1 um eine Flüssigkristall-Zelle handeln. Dabei erzeugt die Ansteuervorrichtung 2 in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebsmodus B1, B2 das elektrische Feld. Mit anderen Worten wird im Unterschied beispielsweise zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den 3A und 3B nicht die Ausformung, das heißt die äußere Beschaffenheit, des optischen Phasenschalters 1, sondern mittels Einprägung von elektrischen Signalen in das elektrooptische Medium 6 in Abhängigkeit der Betriebsmodi B1, B2 der jeweilige optische Brechungsindex selbst verändert. Insbesondere ist in der 5A dargestellt, dass das optoelektronische Bauteil 100 im Betriebsmodus B1 betrieben wird und das strahlungsdurchlässige, elektrooptische Medium 6 einen Brechungsindex n1 aufweist.In the 5A and 5B is another embodiment of an optoelectronic device described here 100 shown in which the optical phase switch 1 with a radiation-transparent, electro-optical medium 6 is formed, wherein a refractive index of the electro-optical medium 6 from one to the optical phase switch 1 and / or to the electro-optical medium 6 applied electric field depends. In particular, it may be in the optical phase switch 1 to act a liquid crystal cell. In this case, generates the drive device 2 depending on the respective operating mode B1, B2 the electric field. In other words, in difference, for example, to the embodiment according to the 3A and 3B not the shape, that is the external nature, of the optical phase switch 1 but by impressing electrical signals in the electro-optical medium 6 depending on the operating modes B1, B2, the respective optical refractive index itself changed. In particular, in the 5A shown that the optoelectronic component 100 is operated in the operating mode B1 and the radiation-transmissive, electro-optical medium 6 has a refractive index n1.

In der 5B ist das optoelektronische Bauteil 100 im Betriebsmodus B2 betrieben. In dem Betriebsmodus B2 ist das äußere an das strahlungsdurchlässige, elektrooptische Medium 6 angelegte elektrische Feld im Vergleich zum Betriebsmodus B1 verändert, wodurch sich aufgrund der elektrooptischen Eigenschaften des Mediums 6 ein optischer Brechungsindex n2 einstellt. Mit anderen Worten ist in Abhängigkeit der Betriebsmodi B1, B2 die optische Weglänge L_opt über eine Veränderung des optischen Brechungsindex, mittels innerer physikalischer und/oder chemischer Veränderungen des Mediums 6, gesteuert.In the 5B is the opto-electronic component 100 operated in operating mode B2. In the operating mode B2, the outer is to the radiation-transmissive, electro-optical medium 6 applied electric field compared to operating mode B1 changed, which is due to the electro-optical properties of the medium 6 sets an optical refractive index n2. In other words, depending on the operating modes B1, B2, the optical path length L _opt via a change in the optical refractive index, by means of internal physical and / or chemical changes of the medium 6 , controlled.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr erfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder den Ausführungsbeispielen angegeben ist.The invention is not limited by the description with reference to the embodiments. Rather, the invention covers every new feature and every combination of features, which in particular includes any combination of features in the patent claims, even if this feature or this combination itself is not explicitly stated in the patent claims or the exemplary embodiments.

Claims

Optoelectronic component ( 100 ), with - at least one optical phase switch ( 1 ), which is adapted to at least one phase relationship of incident and at least adjust and / or alter electromagnetic radiation partly passing through it; At least one drive device ( 2 ) for operating the optical phase switch ( 1 ), wherein - the optical phase switch ( 1 ) in at least two operating modes (B1, B2) is operable, - the electromagnetic radiation between the entry into the optical phase switch ( 1 ) and the exit from the optical phase switch ( 1 ) covers a predefinable optical path length (L _opt ), and wherein - different operating modes (B1, B2) are assigned to different optical path lengths (L _opt ).

Optoelectronic component ( 100 ) according to claim 1, wherein the optical phase switch ( 1 ) Is formed with at least one first radiation-permeable liquid medium (M1) and at least one second radiation-permeable liquid medium (M2), which at least in places directly adjoin one another and at these points exactly one boundary surface (M1). 4 ), through which the electromagnetic radiation passes at least partially, wherein - the first liquid medium (M1) is electrically conductive and the second liquid medium (M2) is electrically insulating, - an optical refractive index (n1) of the first liquid medium (M1) and an optical Refractive index (n2) of the second liquid medium (M2) are different, - the driving device ( 2 ) during operation of the optoelectronic device ( 100 ) depending on the respective operating mode (B1, B2) at least one time-variable electric field in the optical phase switch ( 1 ), and - at least one of the following properties of the interface ( 4 ) is coupled to an orientation and / or strength of the electric field: shaping and / or a location within the optical phase switch ( 1 ).

Optoelectronic component ( 100 ) according to the preceding claim, _wherein at least one optical path length (L _opt ), the electromagnetic radiation when passing through the optical phase switch ( 1 ), is associated with at least a predetermined value of the electric field.

Optoelectronic component ( 100 ) according to one of claims 2 or 3, wherein the optical refractive index (n1) of the first liquid medium (M1) differs from the optical refractive index (n2) of the second liquid medium (M2) by at most 5%.

Optoelectronic component ( 100 ) according to one of claims 2 to 4, wherein the first liquid medium (M1) and the second liquid medium (M2) have a substantially equal density ρ.

Optoelectronic component ( 100 ) according to one of Claims 2 to 5, in which the first liquid medium (M1) and the second liquid medium (M2) are arranged one above the other, in a direction parallel to a beam direction of the optical phase switch ( 1 ) incident electromagnetic radiation, wherein the interface ( 4 ) changes in dependence on the applied electric field and / or the operating mode (B1, B2) in this direction, at least in its shape.

Optoelectronic component ( 100 ) according to one of claims 2 to 5, in which the first liquid medium (M1) and the second liquid medium (M2) are arranged side by side, in a direction perpendicular to a beam direction of the optical phase switch ( 1 ) incident electromagnetic radiation, wherein the interface ( 4 ) depending on the applied electric field and / or the operating mode (B1, B2) in this direction at least with regard to their location within the optical phase switch ( 1 ) changes.

Optoelectronic component ( 100 ) according to claim 1, wherein the - optical phase switch ( 1 ) with a radiation-transmissive, electro-optical medium ( 6 ), wherein - a refractive index of the electro-optical medium ( 6 ) from one to the optical phase switch ( 1 ) and / or to the electro-optical medium ( 6 ) applied electric field, and - the driving device ( 2 ) generates the electric field as a function of the respective operating mode (B1, B2).

Optoelectronic component ( 100 ) according to claim 1, wherein the - optical phase switch ( 1 ) with a deformable, radiation-permeable membrane ( 5 ) is formed, which at least one interface ( 4 ), and - the drive device ( 2 ) comprises a pressure actuator, wherein - the pressure actuator in dependence on the respective operating mode (B1, B2) on the membrane ( 5 ) exerts a pressure, and - at different pressures, the interface ( 4 ) is formed differently.

Optoelectronic component ( 100 ) according to one of Claims 2 to 8, in which, during operation of the optoelectronic device ( 100 ) in dependence on at least one frequency (ω) of the electric field at least one phase and / or phase relationship of the optical phase switch ( 1 ) passing electromagnetic radiation is changed.

Optoelectronic component ( 100 ) according to the preceding claim, in which at least one frequency (ω) of the electric field of at least one phase and / or phase relationship of the optical phase switch ( 1 ) is assigned by passing electromagnetic radiation.