调制逆向反射压电多层膜制造技术

本发明专利技术提供一种调制逆向反射多层膜，其包括逆向反射元件、压电层、光伏层和能量存储装置。膜的堆叠和透明分层配置允许逆向反射元件和光伏层由窄波束同时照射。低功率压电层和光伏层的能量获取允许逆向反射器在能量上自足并且适合于远程部署。组件层的柔性特性允许逆向反射器粘附到非平面或不规则表面以用于贴标签和标记。标签和标记。标签和标记。

【技术实现步骤摘要】
调制逆向反射压电多层膜
[0001]本申请是申请日为2017年8月25日、申请号为201780065877.0、名称为"调制逆向反射压电多层膜"的专利申请的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求2016年8月26日提交的美国临时申请No.62/380,263的权益，其全部公开内容出于所有目的通过整体引用以并入本文。


[0004]本专利技术一般涉及调制逆向反射器(retroreflector)，尤其涉及调制以薄多层膜形式的逆向反射器，所述薄多层膜包括压电层、光伏层、能量储存装置和逆向反射元件。

技术介绍

[0005]传统的逆向反射器几乎是众所周知的。一般地，逆向反射器具有如下特性：从例如光学或射频(RF)波束的源接收入射波束，并通过一次或多次反射将逆向反射的波束引导回源。调制逆向反射器提供的优点是，逆向反射的波束包含信息并将信息带回到源而无需在逆向反射部位处的传送器。逆向反射器可以被布置成阵列以提供更大的目标、多个通道或其他优点。
[0006]这些调制逆向反射器已在许多领域中找到了各种各样的应用，包括通信系统、监测系统和飞行中加油系统。不同类型的逆向反射器结构的示例包括角锥反射器、喇叭反射器、猫眼逆向反射器、单镜逆向反射器、抛物面碟形反射器、卡塞格伦反射器和抛物柱面反射器。
[0007]一些典型的逆向反射器被采用于光学通信应用中。逆向反射器对于低功率通信是有用的，因为它们能够调制高功率入射光信号并将包含信息的调制信号直接返回到原始源。一种调制技术为波束提供多个幅度编码。该噢镍铬丝技术在二进制编码通信系统中可能是有用的。在这些情况下，允许入射波束反射回源与否，取决于逆向反射器装置的调制。通常通过改变逆向反射器中的反射路径来实现逆向反射装置的调制。例如，逆向反射器中的反射表面(物理地或机械地)倾斜以破坏逆向反射，使得没有波束返回到发射源。
[0008]许多其他调制技术是已知的。一种类型的调制器使用反射表面的机械位移来重新引导反射波束，并使用微机电系统(MEMS)来导致反射表面的倾斜以重新引导反射波束，从而消除或破坏逆向反射。MEMS技术可用于低能量、小位移的机械活动。使用MEMS技术，微机械反射表面可以基于调制信号倾斜，以调制入射波束的反射，以提供返回的波束的幅度调制或二进制编码。该类型的逆向反射器布置的一个缺点是使用相对大的角位移来导致逆向反射器反射或不反射入射波束。相对大的角位移表示相对于装置几何形状、由装置消耗的能量、操作频率和其他性能标准的挑战。例如，调制带宽可能受到倾斜反射表面的响应时间的限制，该限制通过调制装置的固有响应时间延迟而加剧，该固有响应时间延迟例如可以采用电压回转符(voltage slew notes)观察到。这些MEMS装置一般被制造在例如硅的刚性衬底上，并且通常需要防止环境暴露。
[0009]可以调制的其他类型的逆向反射装置包括法布里
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珀罗装置，其取决于与入射光束成一定角度布置的平行板的配置来操作以传送或反射光。然而，这种装置需要两个或更多个反射表面以及连同逆向反射器。这种配置可能有些复杂并且由于装置响应时间而具有有限的带宽。
[0010]另一种类型的调制的逆向反射器使用横跨普通逆向反射器的孔径的光学闸板，以允许或防止入射波束或逆向反射光的传输。该类型的调制的逆向反射器可能有些昂贵，并且由于在闸板处于非可传输状态时吸收能量而表示其他设计挑战。与上述其他调制的逆向反射器一样，由于装置组件响应时间，光学闸板装置也可以具有有限的带宽。
[0011]在美国专利No.7,929,195中发现了调制的逆向反射器的一个示例，其描述了可变形反射表面，该可变形反射表面可与逆向反射器使用以提供调制的逆向反射器。调制的逆向反射器可以用在通信系统中，例如光学激光通信系统，其中入射波束被反射回源，由调制的逆向反射器来调制。可变形的反射表面取决于表面的变形状态来均匀地反射或分散入射光。例如，可变形反射表面的不同状态允许基于可包含语音或传感器数据的输入调制信号来对反射的波束调制。传感器可用于感测入射波束并激活逆向反射器。可变形反射表面可以被布置成在衍射反射表面和均匀反射表面之间切换。
[0012]在其他应用中，逆向反射器(和包含逆向反射器的膜)可被采用于光学标记中。标记技术提供了隐蔽但明确地标识目标或位置的工具，以便可以采用专门的传感器从远处识别到。标签的使用极大地缓解或清除了目标检测、识别和区分问题。例如，在例如精确打击应用等军事应用中，在打击之前向车辆或位置施加标记，并且传感器(可能有机结合于打击武器)使用标记来简化寻找和识别目标的过程。即使在目标位置具有初始不确定性，这也允许自动终端的接合。然而，许多标记装置取决于可以被截获或阻塞的全向RF信号。鉴于这个问题，还提出了依赖于基于激光的自由空间光学(FSO)通信的其他标记装置。示例性装置包括铁电液晶调制器、基于微机电(MEM)的角锥棱镜逆向反射器、多量子阱逆向反射器和薄膜衍射调制逆向反射器。
[0013]调制逆向反射器的示例可以在美国专利No.7,190,907中找到，该专利描述了一种具有光电检测器、控制器、压电变换器、电池和逆向反射带的光学标记。光电检测器响应于在预定波长的光学能量，并且控制器连接到光电检测器的输出。当光电检测器响应光学能量时，连接到控制器的压电变换器也连接到电池。逆向反射带直接安装在压电变换器上。当建立在压电变换器和电池之间的连接时，生成脉冲并将其施加到逆向反射带上。因此，入射在逆向反射带上的光学能量由脉冲调制并由逆向反射带逆向反射。
[0014]另外的示例性调制逆向反射器技术也公开在美国专利No.6,137,623；5355241；5196713和4,193,693。本文讨论的所有引用均通过引用并入本文。
[0015]即使鉴于已知技术，也需要调制逆向反射器，其具有紧凑、坚固和简单配置，获取和储存它们自己的功率的能力，以及薄而柔性的结构来允许它们被施加到各种各样的表面。

技术实现思路

[0016]在一个实施例中，本专利技术涉及调制逆向反射多层膜。多层膜包括压电层。优选地，压电层包括聚偏二氟乙烯(PVDF)。多层膜进一步包括多个逆向反射元件。优选地，逆向反射
元件设置在压电层的表面上。多层膜进一步包括第一和第二电极层，每个电极层与压电层的相对表面电连接。优选地，第一和第二电极层的至少部分是透明的。多层膜进一步包括电压源和可彼此通信地耦接的处理器。电压源和处理器优选均独立地位于多层膜的层内。多层膜进一步包括能量储存装置，该能量储存装置位于多层膜的层内并且被配置为储存能量，该能量可用于跨压电层而施加电压或向处理器供功率。优选地，能量储存装置包括一个或多个电池或电容器。多层膜进一步包括与处理器可通信地耦接的光伏层，以向处理器传送电信号。优选地，光伏层与能量储存装置电连接，并且被配置为获取要采用能量储存装置来储存的能量。
[0017]在另一个实施例中，本专利技术涉及标签。该标签包括多层膜，其中多层膜包括位于多层膜的末端的外粘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调制逆向反射多层膜，包括：逆向反射元件；压电层，其具有相对的顶表面和底表面；处理器，其位于所述多层膜的层内，并与电压源通信地耦接，以跨所述压电层而施加电压；以及光伏层，其与所述能量储存装置电连接并且与所述处理器耦接以向所述处理器传送电信号，其中所述多层膜具有小于50的硬度计硬度；并且可选地，其中所述多层膜具有小于100微米的厚度。2.根据权利要求1所述的多层膜，其中所述压电层和所述光伏层基本上彼此共同延伸。3.根据权利要求1所述的多层膜，其中所述光伏层与能量储存装置电连接以获取和存储能量。4.根据权利要求1所述的多层膜，进一步包括：第一电极层，其与所述压电层的所述顶面电连接；第二电极层，其与所述压电层的所述底面电连接；以及所述电压源，其位于所述多层膜的...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁，
申请(专利权)人：安德鲁，
类型：发明
国别省市：