全息视频显示可以展现逼真的3D景物,因而被认为是最有前景的3D显示技术之一,其核心器件是以LCoS为代表的空间光调制器。基于空间光调制器的动态全息视频显示面临的挑战主要是需要大的空间带宽积。一种直接的方法是减小传统的LCoS器件中单个像素的尺寸。目前主流的生产厂家已经将LCoS的尺寸降到3.74μm。但随着像素尺寸的缩小,它也要求液晶盒厚相应的减少,否则像素之间边缘场效应会影响相位调制。因此,可以继续减少液晶盒厚,例如达到低于微米的尺度(也称微相位调制器)。另一种方法是进一步增加液晶的双折性,仍然能达到2π调制,这又带来对液晶材料的挑战。目前看来它的实现似乎面临很大困难。近期,由于表面等离子体的高度局域性和亚波长特性,可以利用金属纳米结构有效实现对光场的操控和调节。因此通过结合金属纳米结构,利用金属之间界面SPP激发的F-P共振以及利用LC的电控可调性改变结构的介质环境,研究了一种新颖的相位调制器件模型。论文主要包括以下研究内容和成果:(1)本文提出用F-P共振的深亚波长金属光栅取代LCoS的顶层电极,构成金属-绝缘体-金属结构。利用光栅狭缝中表面等离子和F-P的协同作用来调制表明理是完全不同的。与传统的LCoS利用液晶盒内液晶的双折性来得到相位调制不同,在器件模型中液晶双折性是用来调制深亚波长金属光栅反射边界的条件,进而影响光栅狭缝中反射光的相位。(2)本文基于CST Microwave Studio和TechWiz两款软件构建了仿真实验平台。针对相位调制器件的像素间隙和光栅结构参数对相位调制量以及反射光强度的影响进行了研究。通过在可见光范围内,并在液晶材料介电常数动态范围内改变像素间隙以及改变光栅参数,研究对可见光的反射强度以及相位调制能力。结果表明相位器件模型像素间隙在260nm～340nm之间的相位调制量接近2π,而且具有较高的反射率。改变光栅的高度和宽度,仍能实现接近2π的调制量以及有较强的反射强度。通过研究液晶指向矢分布以及电场分布变化,表明在不同像素间隙范围内,液晶指向矢和电场分布并无明显变化,即性能是鲁棒的。(3)在相位调制器件的制备过程,由于器件模型参数与传统器件相比有较大差异,针对均匀性及盒厚等关键影响因素展开重点研究。通过对器件制备工艺流程及参数的试验,针对传统实验清洗及封盒等步骤做了进一步的研究。引入有软件控制的芯片级封装设备,完善在实验室条件下制备小尺寸、薄盒厚的相位调制器件技术。最后对液晶盒盒厚、光栅结构等相关参数进行检测。