CN110058434A - 一种电驱动表面等离激元光源结构 - Google Patents

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    • G02OPTICS
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Abstract

本发明涉及一种电驱动表面等离激元光源结构,包括由第一金属膜、发光层、第二金属膜构成的多层结构;所述第一金属膜的上方设置有发光层,所述发光层的上方设置有第二金属膜;所述多层结构上设置有穿孔;该电驱动表面等离激元光源结构,不仅结构简单,是一种能够充分发挥表面等离激元的特性,提高表面等离激元光源效果的光源结构,而且在所述的光源结构上镀有保护膜,具有很好的防水、防尘效果,能够很好的保护光源结构,使得光源结构能够在更加复杂的环境中使用,所产生的光通过设置在光源结构上的穿孔或者孔洞进行传播,有利于光的扩散,从而提高了光源发光强度的均匀性。

Description

一种电驱动表面等离激元光源结构
技术领域
本发明属于光源技术领域,具体涉及一种电驱动表面等离激元光源结构。
背景技术
表面等离激元(SurfacePlasmons,SPs)是金属介质界面自由电子相干振荡形成的一种电磁表面波。由于SPs能够在亚波长范围内实现光的传输与操控,且能够在一些特殊的金属微纳结构中产生显著增强的局域光电场,因而它在生物传感器、表面拉曼散射增强及光子回路等众多领域都有着重要的应用。近年来,将贵金属纳米颗粒与半导体纳米结构复合得到光学上共振体系由于其具有不同于复合单体的独特优异性能引起了研究的热潮。金属纳米颗粒的局域表面等离激元引起的局域增强电磁场可以产生一系列的非线性效应,其与半导体量子点中激子耦合可对光吸收、光发射、纳米结构间的能量转移、新极化激元的产生进行调控,其中新极化激元的产生表明表面等离激元与激子进行强相互作用,也即进入了强耦合区。强耦合的表面等离激元与激子可以可逆地交流能量,其周期在飞秒量级,这在量子操控光子、单光子光源和晶体管、无阈值激射、超快全光开光和量子信息处理等领域有重要应用。
表面等离激元将电磁场限制于亚波长范围和局域电磁场强度极大增强的特性,使在室温和不需要闭合谐振腔的情况下就可得到强耦合。强耦合时表面等离激元和激子形成新的极化激元,在共振频率可观察到能级***,也即Rabi劈裂。现在大部分的研究集中于表面等离激元与染料或小分子中激子的强耦合,而与半导体量子点中激子强耦合研究地很少。半导体量子点相对于染料或小分子具有光电性质高度可调、吸收和荧光截面高、不易发生荧光漂白等一系列优点,必将成为新一代光电器件的核心材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种电驱动表面等离激元光源结构。
该电驱动表面等离激元光源结构,包括由第一金属膜、发光层、第二金属膜构成的多层结构;所述第一金属膜的上方设置有发光层,所述发光层的上方设置有第二金属膜;所述多层结构上设置有穿孔。
所述穿孔位于第一金属膜、第二金属膜所述第一金属膜的下表面设置有保护膜;所述第二金属膜的上表面同样设置有保护膜。
所述穿孔是设置于第二金属膜、发光层上的孔洞。
所述孔洞位于第二金属膜的部分内部填充有第二透明填充物。
所述第一金属膜的下表面设置有第二保护膜;所述第二金属膜的上表面同样设置有第二保护膜。
所述发光层为量子阱层。
所述量子阱层为GaAs或InGaAs制成。
所述量发光层的厚度为50nm~80nm。
所述第一金属膜、第二金属膜均是由金或银或铜制成。
本发明的有益效果:本发明提供的这种电驱动表面等离激元光源结构,不仅结构简单,是一种能够充分发挥表面等离激元的特性,提高表面等离激元光源效果的光源结构,而且在所述的光源结构上镀有保护膜,具有很好的防水、防尘效果,能够很好的保护光源结构,使得光源结构能够在更加复杂的环境中使用,所产生的光通过设置在光源结构上的穿孔或者孔洞进行传播,有利于光的扩散,从而提高了光源发光强度的均匀性。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是电驱动表面等离激元光源结构示意图一。
图2是电驱动表面等离激元光源结构示意图二。
图3是电驱动表面等离激元光源结构示意图三。
图4是电驱动表面等离激元光源结构示意图四。
图中:1、第一金属膜;2、发光层;3、第二金属膜;4、穿孔;5、透明填充物;6、第二透明填充物;7、孔洞;8、保护膜;9、第二保护膜。
具体实施方式
为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效,详细说明如下。
实施例1
本实施例提供了一种如图1、图2所示的电驱动表面等离激元光源结构,包括由第一金属膜1、发光层2、第二金属膜3构成的多层结构;所述第一金属膜1的上方设置有发光层2,所述发光层2的上方设置有第二金属膜3;所述多层结构上设置有穿孔4;第一金属膜1、第二金属膜3作为电极与外接电源的正负极进行连接,使得发光层2处于电路回路中,同时,第一金属膜1、第二金属膜3形成了一个法布里波罗干涉腔,当发光层2产生光的时候,能够在第二金属膜3上的电磁产生表面等离激元现象,法布里波罗干涉腔可以增强表面等离激元现象,使得发光层发出的光在穿孔4内进行传播,从而形成孔洞结构微纳光源。
进一步的,所述穿孔4位于第一金属膜1、第二金属膜3的部分内部填充有透明填充物5;所述第一金属膜1的下表面设置有保护膜8;所述第二金属膜3的上表面同样设置有保护膜8;这样可以形成封闭的电驱动表面等离激元光源结构,具有很好的防水、防尘效果,能够很好的保护光源结构,使得光源结构能够在更加复杂的环境中使用,能够延长光源结构的使用寿命。
进一步的,所述发光层2为量子阱层。
所述量子阱层由可发光的氧化物制成,例如GaAs或InGaAs制成。
所述量发光层5的厚度为50nm~80nm,优先可以选择50nm、55nm、60nm、70nm等。
进一步的,所述第一金属膜1、第二金属膜3厚度为100nm~500nm,优先可以选择200nm、300nm、400nm、500nm等;第一金属膜1、第二金属膜3均是由导电性良好的金属制成,比较常用的是金、银、铜,可以在节省成本的前提下,选择适合的厚度。
进一步的,所述透明填充物5、保护膜8均可以是由二氧化硅制成,二氧化硅具有很好的透光性,而且不导电,能够起到保护作用,避免触电。
该电驱动表面等离激元光源结构,不仅结构简单,是一种能够充分发挥表面等离激元的特性,提高表面等离激元光源效果的光源结构,而且在所述的光源结构上镀有保护膜8,具有很好的防水、防尘效果,能够很好的保护光源结构,使得光源结构能够在更加复杂的环境中使用,所产生的光通过设置在光源结构上的穿孔4进行传播,有利于光的扩散,从而提高了光源发光的均匀性。
实施例2
在实施例1的基础上,如图3、图4所示的电驱动表面等离激元光源结构,包括由第一金属膜1、发光层2、第二金属膜3构成的多层结构;所述第一金属膜1的上方设置有发光层2,所述发光层2的上方设置有第二金属膜3;所述第二金属膜、发光层2上的孔洞7;孔洞7未设置于第一金属膜1上,这样第一金属膜1可以作为反光层,将向下的部分刚反射回来,使得更多的光从孔洞射出,提高光源的强度;第一金属膜1、第二金属膜3作为电极与外接电源的正负极进行连接,使得发光层2处于电路回路中,同时,第一金属膜1、第二金属膜3形成了一个法布里波罗干涉腔,当发光层2产生光的时候,能够在第二金属膜3上的电磁产生表面等离激元现象,法布里波罗干涉腔可以增强表面等离激元现象,使得发光层发出的光在孔洞7内进行传播,从而形成孔洞结构微纳光源。
进一步的,所述孔洞7位于第二金属膜3的部分内部填充有第二透明填充物6;所述第一金属膜1的下表面设置有第二保护膜9;所述第二金属膜3的上表面同样设置有第二保护膜9;这样可以形成封闭的电驱动表面等离激元光源结构,具有很好的防水、防尘效果,能够很好的保护光源结构,使得光源结构能够在更加复杂的环境中使用,能够延长光源结构的使用寿命。
进一步的,所述发光层2为量子阱层。
进一步的,所述量子阱层由可发光的氧化物制成,例如GaAs或InGaAs制成。
进一步的,所述量发光层5的厚度为50nm~80nm,优先可以选择50nm、55nm、60nm、70nm等。
进一步的,所述第一金属膜1、第二金属膜3厚度为100nm~500nm,优先可以选择200nm、300nm、400nm、500nm等;第一金属膜1、第二金属膜3均是由导电性良好的金属制成,比较常用的是金、银、铜,可以在节省成本的前提下,选择适合的厚度。
进一步的,所述第二透明填充物6、第二保护膜9均可以是由二氧化硅制成,二氧化硅具有很好的透光性,而且不导电,能够起到保护作用,避免触电。
该电驱动表面等离激元光源结构,不仅结构简单,是一种能够充分发挥表面等离激元的特性,提高表面等离激元光源效果的光源结构,而且在所述的光源结构上镀有第二保护膜9,具有很好的防水、防尘效果,能够很好的保护光源结构,使得光源结构能够在更加复杂的环境中使用,所产生的光通过设置在光源结构上的孔洞7进行传播,有利于光的扩散,而且能够将底部的光进行反射,从而提高了光源发光的强度以及发光的均匀性。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电驱动表面等离激元光源结构,其特征在于:包括由第一金属膜(1)、发光层(2)、第二金属膜(3)构成的多层结构;所述第一金属膜(1)的上方设置有发光层(2),所述发光层(2)的上方设置有第二金属膜(3);所述多层结构上设置有穿孔(4)。
2.如权利要求1所述的一种电驱动表面等离激元光源结构,其特征在于:所述穿孔(4)位于第一金属膜(1)、第二金属膜(3)的部分内部填充有透明填充物(5)。
3.如权利要求1所述的一种电驱动表面等离激元光源结构,其特征在于:所述第一金属膜(1)的下表面设置有保护膜(8);所述第二金属膜(3)的上表面同样设置有保护膜(8)。
4.如权利要求1所述的一种电驱动表面等离激元光源结构,其特征在于:所述穿孔(4)是设置于第二金属膜(1)、发光层(2)上的孔洞(7)。
5.如权利要求4所述的一种电驱动表面等离激元光源结构,其特征在于:所述孔洞(7)位于第二金属膜(3)的部分内部填充有第二透明填充物(6)。
6.如权利要求4所述的一种电驱动表面等离激元光源结构,其特征在于:所述第一金属膜(1)的下表面设置有第二保护膜(9);所述第二金属膜(3)的上表面同样设置有第二保护膜(9)。
7.如权利要求1所述的一种电驱动表面等离激元光源结构,其特征在于:所述发光层(2)为量子阱层。
8.如权利要求7所述的一种电驱动表面等离激元光源结构,其特征在于:所述量子阱层为GaAs或InGaAs制成。
9.如权利要求7所述的一种电驱动表面等离激元光源结构,其特征在于:所述量发光层(5)的厚度为50nm~80nm。
10.如权利要求1所述的一种电驱动表面等离激元光源结构,其特征在于:所述第一金属膜(1)、第二金属膜(3)均是由金或银或铜制成。
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