TWI764594B

TWI764594B - 波轉換方法

Info

Publication number: TWI764594B
Application number: TW110106926A
Authority: TW
Inventors: 陳寬任
Original assignee: 塞席爾商首源科技股份有限公司
Priority date: 2020-03-04
Filing date: 2021-02-26
Publication date: 2022-05-11
Also published as: US20210278682A1; TW202135488A; CN113363726A; CN119297605A; CN113363726B

Abstract

本發明揭露一種波轉換方法，其包含以下步驟：設置傳導空間，傳導空間是由時間維度或空間維度構成；在傳導空間中產生複數個波，複數個波的每一個包含第一特徵；在傳導空間中安排複數個波的配置，使配置具有第二特徵；以及進行線性拍合程序以在傳導空間中形成組合波，組合波具有結合第一特徵與第二特徵之第三特徵。

Description

波轉換方法

本發明是關於一種波轉換方法，特別是關於一種在傳導空間中具有第一特徵的波，結合配置的第二特徵以形成結合第一特徵與第二特徵的組合波的轉換方法。

在現行的電磁學、光學、電子、影像、生物醫療、精密量測等產業中，都會運用到各種波的傳遞技術，為滿足不同傳導波的特徵，必須設定或調整波源或訊號產生器來達到各種波長、頻率或者在時間或空間分佈的需求。然而這些裝置多為固定規格，難以就需求做相應的調整，例如光學元件產生的光源，其光的波長係由元件本身規格來決定，若要使用不同波長的光，勢必得更換新的光學元件，增加了裝置的設置成本，在使用及操作上具有相當的限制性。

另外，若是更換不同規格的波源，產生的波仍難以達到需求的特徵，勢必得通過特定的調整裝置來滿足所有需求，對此，現有的調整方法及對應的調整裝置，難以配合各種不同波源來進行特定的調整，在調整方式上仍具有相當的缺陷。

綜觀前所述，本發明之發明者思索並設計一種波轉換方法，以期針對習知技術之問題加以改善，進而增進產業上之實施利用。

有鑑於先前技術所述之問題，本發明的目的在於提供一種波轉換方法，改善現有波的特徵難以有效進行調整的問題。

基於上述目的，本發明提供一種波轉換方法，其包含以下步驟：設置傳導空間，傳導空間是由時間維度或空間維度構成；在傳導空間中產生複數個波，複數個波的每一個包含第一特徵；在傳導空間中安排複數個波的配置，使配置具有第二特徵；以及進行線性拍合(Linear-beat)程序以在傳導空間中形成組合波，組合波具有結合第一特徵與第二特徵之第三特徵。

較佳地，配置可包含設置輸入端、狹縫結構及輸出端，於輸入端設置啟始波源，使啟始波源通過狹縫結構，由輸出端形成該複數個波。

較佳地，第一特徵可包含複數個波的波長或頻率，第二特徵可包含複數個波的時序或空間分佈。

較佳地，啟始複數個波可通過在一維空間中形成兩次反射產生。

較佳地，啟始複數個波可在二維空間中形成三次反射產生。

較佳地，第一特徵可包含複數個波的波長或頻率，第二特徵包含複數個波的時序或空間分佈。

較佳地，配置可包含設置第一輸入端、第一狹縫、第一輸出端、第二輸入端、第二狹縫及第二輸出端，於第一輸入端及第二輸入端設置平行波源，使平行波源通過第一狹縫及第二狹縫，由第一輸出端及第二輸出端形成複數個波。

較佳地，第一輸入端與第二輸入端可相隔設置距離。

較佳地，第一狹縫與第二狹縫可包含設置角度。

較佳地，第一輸出端與第二輸出端可相連設置。

較佳地，配置可包含設置一輸入端、狹縫結構、凹槽結構及輸出端，輸出端與凹槽結構的開口朝向同一方向，輸入端設置平行波源，使平行波源通過狹縫結構，與凹槽結構的點波源形成複數個波。

較佳地，凹槽結構可與輸出端相隔設置間距。

較佳地，凹槽結構可設置於輸出端的兩側。

較佳地，配置可包含設置複數個點波源，複數個點波源通過時間配置或空間配置以形成複數個波，第一特徵包含複數個波的波長或頻率，第二特徵包含複數個波的時序或空間分佈。

較佳地，複數個點波源之間可包含間隔距離。

承上所述，依本發明之波轉換方法，其可具有一或多個下述優點：

(1)此波轉換方法能在傳導空間當中，通過配置結構來進行線性拍合程序，使得啟始波源的第一特徵能通過第二特徵的調整，達到需求的第三特徵，有效達成波的特徵調整效果。

(2)此波轉換方法能通過在時間維度或者空間維度的設置，使得複數個波產生後具有特定的特徵，進而作為調整的操作參數，增加調整方式的多樣性及運用範圍。

10,20A,20B,30,40,50:配置結構

11,41:輸入端

12,42:狹縫結構

13,43:輸出端

14,27,28:金屬薄片

21A,21B,31,51:第一輸入端

22A,22B,32,52:第一狹縫

23A,23B,33,53:第一輸出端

24A,24B,34,54:第二輸入端

25A,25B,35,55:第二狹縫

26A,26B,36,56:第二輸出端

37A,57A:第一點波源

37B,57B:第二點波源

44:凹槽結構

45:點波源

HA,HB,HC,HD:平行波源

Hi:啟始波源

S1~S4:步驟

為使本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效更為顯而易見，茲將本發明配合以下附圖進行說明：第1圖係為本發明實施例之波轉換方法之流程圖。

第2圖係為本發明第一實施例之配置結構之示意圖。

第3A圖、第3B圖及第3C圖係為本發明實施例之維度空間之示意圖。

第4A圖及第4B圖係為本發明實施例之維度空間之示意圖。

第5A圖及第5B圖係為本發明第二實施例之配置結構之示意圖。

第6圖係為本發明第三實施例之配置結構之示意圖。

第7圖係為本發明第四實施例之配置結構之示意圖。

第8圖係為本發明第五實施例之配置結構之示意圖。

為利貴審查委員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。應當理解，儘管術語「第一」、「第二」、「第三」在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，其係用於將一個元件、部件、區域、層及/或部分與另一個元件、部件、區域、層及/或部分區分開。因此，僅用於描述目的，而不能將其理解為指示或暗示相對重要性或者其順序關係。

請參閱第1圖，第1圖係為本發明實施例之波轉換方法之流程圖。如圖所示，波轉換方法包含以下步驟(S1~S4)：

步驟S1：設置傳導空間。傳導空間是由時間維度或空間維度構成，以空間維度來說，傳導空間可通過波源設置、狹縫結構、反射或折射等方式，在實際座標空間中設置傳導結構，使得後續步驟能依據這些結構來產生複數個波。若以時間維度而言，針對一或多個波源，可藉由不同時序產生的波來形成複數個波。在本揭露中，此傳導空間可由時間維度或空間維度的組合來構成。

步驟S2：在傳導空間中產生複數個波，複數個波的每一個包含第一特徵。接續前一步驟，當傳導空間設置後，利用一或多個波源，來產生複數個波，例如各種由發光源元件來產生光波，或者由電磁波源訊號產生器產生電磁波訊號。其中不同波源會具備相應的波形特徵，即具備各自的波長、頻率等第一特徵。第一特徵依據波源類型有所不同，通常具有預設特徵值。

步驟S3：在傳導空間中安排複數個波的配置，使配置具有第二特徵。依據時間維度或空間維度的安排，使得傳導空間中具有產生複數個波的配置結構，當波源或者當波源產生的波通過配置結構後，會產生複數個波，這些波的形式可為空間結構產生或者由時間順序產生，例如狹縫設置的位置、寬度、數量，或者不同時序產生的脈衝波等，這些波在形成後依據配置結構的不同會產生不同的第二特徵。

步驟S4：進行線性拍合程序以在傳導空間中形成組合波，組合波具有結合第一特徵與第二特徵之第三特徵。不論是空間維度或時間維度當中的複數個波，當通過配置後，各個波在傳導空間結合而形成組合波，組合波當中具有第三特徵，其為第一特徵與第二特徵的結合。如前所述，第一特徵多為具有預設特徵值的波形特徵，但通過配置的改變，將配置產生的第二特徵併入，將有效的調整組合波的特性，使其成為所需的第三特徵。

請參閱第2圖，第2圖係為本發明第一實施例之配置結構之示意圖。如圖所示，配置結構10包含輸入端11、狹縫結構12及輸出端13，狹縫結構12為導體層的一個開口，例如在金屬薄片14設置一貫穿孔洞，其開口沿著金屬薄片14的一個表面作為輸入端11，另一表面作為輸出端13。在本實施例中，金屬薄片14可為單一金屬層的薄片，但本實施例不以此為限，在其他實施例中，金屬薄片可為附於其他材料上的金屬薄膜。開口的寬度可小於幾個波長，例如在本實施例中，開口的寬度可為200nm。於輸入端設置啟始波源Hi，啟始波源Hi為朝向狹縫結構12發射的波，其可為電磁波、光波等具有預定波長或預定頻率的波源，啟始波源Hi通過狹縫結構13，會經過多次的透射及反射後由輸出端13形成該複數個波H0,H1,...Hn。

在本實施例中，啟始波源Hi在通過狹縫結構13時，不同相位的波會在不同時間由輸出端13輸出H0,H1...，其可由下列公式表示：Hi(q)=Hi(q)e ^{i[Pc×(q-qi)]}.....(1)

其中，q為傳導空間，Pc為第一特徵，其可為波的波長或頻率。複數個波在輸出端依據不同輸出時序或空間配置以形成第二特徵Pd，這些波通過線性拍合程序以在傳導空間q當中形成組合波H，其可由下列公式表示：

由上述公式可見，組合波H的特徵為第一特徵Pc與第二特徵Pd的結合，也就是說當輸出端13最終輸出的結果是結合第一特徵Pc與第二特徵Pd的結果，當啟始波源Hi具有預定的波長或頻率的第一特徵Pc，一般而言，這些特徵難以調整，發光裝置或訊號產生裝置所能產生的第一特徵Pc通常是固定的，但通過狹縫結構12或空間配置的設置，使得輸出端13輸出的複數個波H0,H1,...Hn能具有第二特徵Pd，只要改變配置結構來調整第二特徵Pd，產出的組合波H就能輕易地進行調整以取得具有特定特徵的波。

請參閱第3A圖、第3B圖及第3C圖，其係為本發明實施例之不同相位延遲之示意圖，其中第3A圖為

=2π的示意圖，第3B圖為

=3π的示意圖，第3C圖為

=1.5π的示意圖。如圖所示，當啟始波源Hi通過狹縫結構12後，依據不同時序會使得組合波H產生不同的輸出結果。以第3A圖為例，當相位延遲的

=2π時，複數個波H0,H1,...Hn的波形如圖所示，而組合波H的波形則同樣如圖所示。第3B圖及第3C圖的波形則繪示不同相位延遲的情況，在本揭露中，相位延遲的數值可為任意數值，依據實際輸出組合波H的需求來進行調整。

請參閱第4A圖及第4B圖，第4A圖及第4B圖係為本發明實施例之維度空間之示意圖，其中第4A圖係為一維空間的示意圖，第4B圖係為二維空間的示意圖。如圖所示，啟始波源Hi在一維空間中，可以通過結構設置形成兩次反射，通過反射的方式在一維空間中產生複數個波。在二維空間中，可以通過結構設置形成三次反射，通過反射方式在二維空間中產生複數個波。本揭露不侷限於此，在其他實施例中，波源可通過更多維度的設置進行更多次的反射以達到所需特徵的組合波。

請參閱第5A圖及第5B圖，第5A圖及第5B圖係為本發明第二實施例之配置結構之示意圖，其中第5A圖係為第一輸出端與第二輸出端間隔設置的示意圖，第5B圖係為第一輸出端與第二輸出端相連設置的示意圖。如第5A圖所示，配置結構20A包含第一輸入端21A、第一狹縫22A、第一輸出端23A、第二輸入端24A、第二狹縫25A及第二輸出端26A。配置結構20A同樣可設置在金屬薄片27當中，第一輸入端21A、第一狹縫22A及第一輸出端23A為第一孔洞，第二輸入端24A、第二狹縫25A及第二輸出端26A為相鄰的第二孔洞。在設置位置上，第一輸入端21A與第二輸入端24A之間可相隔一個預定的設置距離，此設置距離可依據平行波源HA的波長來決定。在本實施例中，配置結構20A包含兩個狹縫，但本揭露不侷限於此，在其他實施例中，配置結構20A可包含兩個以上的狹縫，或者多個維度設置的狹縫陣列。

第一狹縫22A垂直於金屬薄片27來設置，第二狹縫25A則與第一狹縫22A具有不同的設置角度，例如與第一狹縫22A設置角度為45度。但本揭露不侷限於此，在其他實施例中，第一狹縫22A與第二狹縫25A也可平行設置。當平行波源HA分別通過第一狹縫22A及第二狹縫25A後，可由第一輸出端23A及第二輸出端26A產生(m+n+1)個波H-m,...,H0,H1,...,Hn，與前述實施例類似，這些波會因為孔洞配置使得輸出的波具有不同時序或空間配置的第二特徵，結合原本平行波源HA的第一特徵，可達到所需特徵的組合波。

再參考第5B圖，配置結構20B包含第一輸入端21B、第一狹縫22B、第一輸出端23B、第二輸入端24B、第二狹縫25B及第二輸出端26B。配置結構20B可設置在金屬薄片28當中，第一輸入端21B、第一狹縫22B及第一輸出端23B為第一孔洞，第二輸入端24B、第二狹縫25B及第二輸出端26B為相鄰的第二孔洞。與前述實施例有所不同的是，第一輸出端23B與第二輸出端26B為相連設置，即兩個輸出端相連形成一個輸出口，由此輸出口將通過的波輸出。

當平行波源HB分別通過第一狹縫22B及第二狹縫25B後，可由第一輸出端23B及第二輸出端26B產生(m+n+1)個波H-m,...,H0,H1,...,Hn，與前述實施例類似，這些波會因為孔洞配置使得輸出的波具有不同時序或空間配置的第二特徵，結合原本平行波源HB的第一特徵，可達到所需特徵的組合波。

請參閱第6圖，第6圖係為本發明第三實施例之配置結構之示意圖。如圖所示，配置結構30包含第一輸入端31、第一狹縫32、第一輸出端33、第二輸入端34、第二狹縫35及第二輸出端36。平行波源HC可由第一輸入端31及第二輸入端34進入第一狹縫32及第二狹縫35，由第一輸出端33及第二輸出端36輸出。與前述實施例不同的是，在第一輸出端33及第二輸出端36還進一步設置了第一點波源37A及第二點波源37B。

在本實施例中，平行波源HC可為經由光學結構產生的平行光源，而點波源可為單一發光單元產生的點光源。平行波源HC通過狹縫後，會形成第一點波源37A及第二點波源37B的複數個波H0,H1,...Hn，複數個波結合而產生所需特徵的組合波。除了狹縫的設置位置、角度、數量可如前述實施例調整已設置複數個波的第二特徵，通過點波源的設置，能更進一步調整複數個波的第二特徵，進而更有效率的調整組合波的特徵。

請參閱第7圖，第7圖係為本發明第四實施例之配置結構之示意圖。如圖所示，配置結構40包含輸入端41、狹縫結構42、輸出端43及凹槽結構44。狹縫結構42為導體層的一個貫穿孔洞，其開口沿著導體層的一個表面作為輸入端41，另一表面作為輸出端43。凹槽結構44設置於導體層相同於輸出端43的表面，其凹槽開口與輸出端43朝向同一方向。凹槽結構44設置於輸出端43的兩側，但本揭露不侷限於此，凹槽結構44也可僅設於輸出端43的一側，其設置數量及位置可依據狹縫數量及第二特徵需求進行調整。

在本實施例中，輸出端43及凹槽結構44均設置了點波源45，與前述實施例不同，輸出端43同時由點波源45及平行波源HD產生複數個波H0，凹槽結構44僅藉由點波源45產生複數個波H1，例如光所激發的表面電流經過凹槽表面時，因為變換方向造成電荷加速，進而產生向外幅射的類似點波源，這些波同樣依據狹縫、凹槽等結構，具有第二特徵，結合點波源45及平行波源HD原有的第一特徵，其組合波能達到所需的特徵。

請參閱第8圖，第8圖係為本發明第五實施例之配置結構之示意圖。如圖所示，配置結構50包含第一輸入端51、第一狹縫52、第一輸出端53、第二輸入端54、第二狹縫55及第二輸出端56。平行波源HE可由第一輸入端51及第二輸入端54進入第一狹縫52及第二狹縫55，由第一輸出端53及第二輸出端56輸出。在本實施例中，第一輸出端53及第二輸出端56連接設置，形成單一輸出口，且輸出口設置了複數個第一點波源57A，這些第一點波源57A可平均配置於輸出口，另外在輸出口周邊的表面上也平均設置複數個第二點波源57B，第二點波源57B為第一點波源57A的鏡射點波源，通過補償狹縫結構邊界條件下所產生的複數個波。

第一點波源57A與第二點波源57B相互之間可具有相同的間隔距離，但本揭露不以此為限，在其他實施例中，第一點波源57A可具有第一間隔距離，第二點波源57B之間具有第二間隔距離，第一間隔距離不同於第二間隔距離。第一點波源57A與第二點波源57B的設置，使得波輸出的位置能具有多個獨立控制的波源，當各個波源在不同開啟時序開啟時，複數個波的第二特徵可以包含時間維度上的時序特徵，進一步作為調整組合波的調整方式

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

S1~S4:步驟

Claims

一種波轉換方法，其包含以下步驟：設置一傳導空間，該傳導空間係由一時間維度或一空間維度構成；在該傳導空間中產生複數個波，該複數個波的每一個包含一第一特徵；在該傳導空間中安排該複數個波的一配置，使該配置具有一第二特徵；以及進行線性拍合程序以在該傳導空間中形成一組合波，該組合波具有結合該第一特徵與該第二特徵之一第三特徵。
如請求項1所述之波轉換方法，其中該配置包含設置一輸入端、一狹縫結構及一輸出端，於該輸入端設置一啟始波源，使該啟始波源通過該狹縫結構，由該輸出端形成該複數個波。
如請求項2所述之波轉換方法，其中該第一特徵包含該複數個波的波長或頻率，該第二特徵包含該複數個波的時序或空間分佈。
如請求項1所述之波轉換方法，其中該複數個波通過在一維空間中形成兩次反射產生。
如請求項1所述之波轉換方法，其中該複數個波通過在二維空間中形成三次反射產生。
如請求項4或5所述之波轉換方法，其中該第一特徵包含該複數個波的波長或頻率，該第二特徵包含該複數個波的時序或空間分佈。
如請求項1所述之波轉換方法，其中該配置包含設置一第一輸入端、一第一狹縫、一第一輸出端、一第二輸入端、一第二狹縫及一第二輸出端，於該第一輸入端及該第二輸入端設置一平行波源，使該平行波源通過該第一狹縫及該第二狹縫，由該第一輸出端及該第二輸出端形成該複數個波。
如請求項7所述之波轉換方法，其中該第一輸入端與該第二輸入端相隔一設置距離。
如請求項7所述之波轉換方法，其中該第一狹縫與該第二狹縫包含一設置角度。
如請求項7所述之波轉換方法，其中該第一輸出端與該第二輸出端相連設置。
如請求項7所述之波轉換方法，其中該第一特徵包含該複數個波的波長或頻率，該第二特徵包含該複數個波的時序或空間分佈。
如請求項1所述之波轉換方法，其中該配置包含設置一輸入端、一狹縫結構、一凹槽結構及一輸出端，該輸出端與該凹槽結構的開口朝向同一方向，該輸入端設置一平行波源，使該平行波源通過該狹縫結構，與該凹槽結構的一點波源形成該複數個波。
如請求項12所述之波轉換方法，其中該凹槽結構與該輸出端相隔一設置間距。
如請求項12所述之波轉換方法，其中該凹槽結構設置於該輸出端的兩側。
如請求項12所述之波轉換方法，其中該第一特徵包含該複數個波的波長或頻率，該第二特徵包含該複數個波的時序或空間分佈。
如請求項1所述之波轉換方法，其中該配置包含設置複數個點波源，該複數個點波源通過時間配置或空間配置以形成該複數個波，該第一特徵包含該複數個波的波長或頻率，該第二特徵包含該複數個波的時序或空間分佈。
如請求項16所述之波轉換方法，其中該複數個點波源之間包含一間隔距離。