JP2012064728A - 光源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固体光源素子2が発光する所定波長の光が励起光として入射され、その入射された励起光により励起されることによって蛍光を発生すると共に該蛍光を外部に出射する蛍光体層3と、蛍光体層3の外面のうち、励起光の入射面と蛍光の出射面とを除く所定の面に接合され、該所定の面に近接して蛍光体層3で励起された励起子から表面プラズモンポラリトンを介して光に変換する金属層4とを備える。表面プラズモンモラリトンを介して励起子から変換された光を蛍光と共に蛍光体層3の出射面から出射する。
【選択図】図1
Description
まず、本発明の基本的な実施形態としての第1実施形態を図1〜図5を参照して説明する。
η*_int=(kr+ksp)/(kr+knon+ksp) ……(1)
η*_heat=knon/(kr+knon+ksp) ……(2)
これらの式(1)、(2)において、krは、前記輻射過程によるフォトン(蛍光)の発生速度(単位時間当たりの発生量)を表す速度定数、knonは、非輻射過程によるフォノンの発生速度を表す速度定数、kspは、表面プラズモン過程による表面プラズモンポラリトンの発生速度を表す速度定数である。なお、表面プラズモン過程が無い場合には、蛍光体層3での発光効率と、発熱率とは、それぞれ、式(1)、(2)におけるkspを“0”とした式によって表される。
ρ*=I/(kr+knon+ksp) ……(3)
この式(3)におけるkr、knon、kspの意味は、前記式(1)、(2)と同じである。また、Iは、蛍光体層3の単位体積中に単位時間当たりに入射される励起光のフォトンの量であり、該励起光の入射強度に相当する。なお、表面プラズモン過程が無い場合には、定常状態での蛍光体層3の励起密度は、式(3)におけるkspを“0”とした式によって表される。
次に、図1の構造の光源装置1をより具体化した構造の光源装置11を第2実施形態として、図6を参照して説明する。
Claims (9)
- 所定波長の光を発光する固体光源素子と、
該固体光源素子が発光する光が励起光として入射され、その入射された励起光により励起されることによって該励起光よりも長波長の蛍光を発生すると共に該蛍光を外部に出射する蛍光体層と、
該蛍光体層の外面のうち、前記励起光の入射面と前記蛍光の出射面とを除く所定の面に接合され、該所定の面に近接して該蛍光体層で励起された励起子から表面プラズモンポラリトンを介して光に変換する金属層とを備え、
前記表面プラズモンポラリトンを介して前記励起子から変換された光を前記蛍光と共に前記蛍光体層の出射面から出射することを特徴とする光源装置。 - 請求項1記載の光源装置において、
前記蛍光体層は、シリコンナノ結晶から構成されることを特徴とする光源装置。 - 請求項2記載の光源装置において、
前記蛍光体層は、シリコン基板を陽極化成することにより作製されたシリコンナノ結晶により構成されることを特徴とする光源装置。 - 請求項2記載の光源装置において、
前記蛍光体層は、ポリシリコンをエッチングすることにより作製されたシリコンナノ結晶により構成されることを特徴とする光源装置。 - 請求項2記載の光源装置において、
前記蛍光体層は、シリコン酸化膜にシリコンをイオン注入することにより作製されたシリコンナノ結晶により構成されることを特徴とする光源装置。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の光源装置において、
前記金属層は、前記蛍光体層との接合面で発生する表面プラズモンの周波数が、前記蛍光の周波数と同等となる種類の金属により構成されていることを特徴とする光源装置。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の光源装置において、
前記金属層の前記蛍光体層との接合面は粗面に形成されていることを特徴とする光源装置。 - 請求項7記載の光源装置において、
前記金属層は、該金属層を構成する金属を前記蛍光体層に蒸着することにより該蛍光体層に接合されていることを特徴とする光源装置。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載の光源装置において、
前記固体光源素子は、基板に形成された凹部の底面部に搭載され、前記蛍光体層及び金属層は、該蛍光体層と前記基板との間に前記金属層を介在させた状態で、前記基板の凹部の壁面部に固着されていることを特徴とする光源装置。
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JPN6015013912; 川上 康之 Y. Kawakami: 'シリコンナノ結晶における表面プラズモン発光増強効果 Photoluminescence enhancement of nano-crystallin' 2010年秋季第71回応用物理学会学術講演会講演予稿集 * |
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