CN103296575A

CN103296575A - 纳米增益介质夹层玻璃

Info

Publication number: CN103296575A
Application number: CN 201210046781
Authority: CN
Inventors: 王广武
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2013-09-11

Abstract

纳米增益介质夹层玻璃包括：增益介质，透光玻璃，胶，相邻透光玻璃间或透光玻璃与金属材料间设纳米半导体材料层或设纳米增益介质材料层或设纳米金属材料层或设纳米量子点层，相邻透光玻璃间用胶粘接在一起或透光玻璃与金属材料间用胶粘接在一起。

Description

纳米增益介质夹层玻璃

技术领域；

本发明涉及带有纳米增益介质的夹层玻璃或夹层透镜或夹层管或夹层电缆。

背景技术：

美国普林斯顿大学工程师们实验发现，如果用盖子遮住纳米金属材料膜上的小孔，不仅挡不住光线，反而会增加透射光的数量，该研究由普林斯顿大学机电工程教授斯蒂芬·周领导。在一项实验中，他和同事用了一种40纳米厚的金薄膜，上面布有直径60纳米、间距200纳米的微孔阵列。每个微孔都用小金盘盖住，小金盘比微孔要大40％，只在金属材料膜表面和盘之间有极微缝隙。他们先从薄膜下面照射激光，检查上面透过的光线，发现透过的光比没有盖子时要多70％。再从上面照射而在下面检测，结果同样。

太阳光直接泵浦激光器是一种很具前景的太阳能利用方式，它是以太阳辐射能作为泵浦源，把宽波段、非相干的太阳光转换成窄波段、相干的激光，它直接进行光-光转换，具有效率高、结构简单、无污染等优点，目前，太阳光直接泵浦激光器使用的增益介质材料如：Cr:Nd:YAG均采用棒状或条形结构，棒状或条形结构与聚光接触面积小，特别是易在棒状或条形增益介质材料外表面产生热量不均现象，降低增益介质的聚光泵蒲效能，增益介质材料外表面热量不均产生的另一问题是增益介质材料易产生热裂纹，降低增益介质材料的使用寿命。

尚未检索到用纳米半导体材料层或纳米增益介质材料层或纳米金属材料层或纳米量子点层制造夹层玻璃或金属材料和透光玻璃和纳米半导体材料层或纳米增益介质材料层或纳米金属材料层或纳米量子点层制造夹层玻璃的报导。

发明内容：

本发明的目的是：1、将纳米半导体材料层或纳米增益介质材料层设置在相邻透光玻璃间，防止增益介质与氧气或其它有害气体接触，提高增益介质的使用寿命。2、设置在相邻透光玻璃间或透光玻璃与金属材料间的纳米半导体材料层或纳米增益介质材料层或纳米金属材料层或纳米量子点层与棒状或条形结构增益介质材料相比，接收聚光的面积大，增益介质泵蒲效率高，减少增益介质材料泵蒲发热，消除了增益介质材料表面和内部温差大问题，提高增益介质材料的使用寿命，纳米增益介质材料层重叠的纳米增益介质颗粒或纳米金属材料层重叠的纳米金属材料颗粒不但可以透光，而且会使微弱的信号增强，在识别物质时更加敏感，这一结果在遮光方面，在非常灵敏的光学仪器如显微镜、望远镜、分光仪及其他探测器和激光器和太阳能电池和图象显示如电视机、监视仪、显示屏等方面带来巨大的影响和应用价值。3、透光玻璃与金属材料间设纳米半导体材料层或设纳米增益介质材料层或设纳米金属材料层或设纳米量子点层，金属材料具有优良的散热功能，通过金属材料散热，提高增益介质泵蒲效能。4、纳米半导体材料层或纳米增益介质材料或纳米金属材料层或纳米量子点层表面设网状金属膜，网状金属膜具有透光和将增益能量作定向传导功能，使纳米半导体材料层或纳米增益介质材料或纳米金属材料层或纳米量子点层增益能量得到快速释放，提高纳米半导体材料层或纳米增益介质材料或纳米金属材料层或纳米量子点层效能。5、在透明的光缆线外涂纳米半导体材料层或设涂米增益介质材料层或涂纳米金属材料层或涂纳米量子点层和外保护层制造的夹层光导线，具有增强光缆线信号的功能。6、纳米增益介质夹层玻璃光电或光热转换材料组合，增大光电或光热转换材料效能。

本发明提出的一种纳米增益介质夹层玻璃包括：纳米增益介质夹层玻璃包括：增益介质，透光玻璃，胶，相邻透光玻璃间设纳米半导体材料层或设纳米增益介质材料层或设纳米金属材料层或设纳米量子点层，相邻透光玻璃间用胶粘接在一起。

本发明提出的另一种纳米增益介质夹层玻璃包括：增益介质，透光玻璃，胶，透光玻璃与金属材料间设纳米半导体材料层或设纳米增益介质材料层或设纳米金属材料层或设纳米量子点层，透光玻璃与金属材料间用胶粘接在一起。

本发明提出的另一种纳米增益介质夹层玻璃包括：增益介质，透光玻璃，胶，上层透光玻璃设纳米半导体材料层或纳米增益介质材料层或纳米金属材料层或纳米量子点层，下层透光玻璃设纳米半导体材料层或纳米增益介质材料层或纳米金属材料层或纳米量子点层，上层透光玻璃纳米半导体材料层或纳米增益介质材料层或纳米金属材料层或纳米量子点层与下层透光玻璃纳米半导体材料层或纳米增益介质材料层或纳米金属材料层或纳米量子点层间设透明隔离层。

本发明提出的另一种纳米增益介质夹层玻璃包括：增益介质，透光玻璃或金属材料或有机树脂，太阳能电池芯片，胶，透光玻璃或金属材料或有机树脂上设太阳能电池芯片，另一透光玻璃上设纳米半导体材料层或纳米增益介质材料层或纳米金属材料层或纳米量子点层，太阳能电池芯片与纳米半导体材料层或纳米增益介质材料层或纳米金属材料层或纳米量子点层间设透明隔离层。如：太阳能电池芯片与纳米增益介质材料层的组合，其优点是纳米增益介质材料泵蒲的光直接被太阳能电池芯片吸收，提高太阳能电池芯片的光电转换效能。如：太阳能电池芯片与纳米量子点层的组合，其优点是太阳能电池芯片吸收可见光进行光电转换，纳米量子点材料吸收透过太阳能电池芯片红外光，提高太阳能电池芯片的光电转换效能。如：太阳能电池芯片与纳米金属材料层的组合，其优点是纳米金属材料层增益的光直接被太阳能电池芯片吸收，提高太阳能电池芯片的光电转换效能，纳米金属材料层可以将太阳能电池芯片聚集的电子作定向运动，产生电流。如：纳米金属材料层与纳米量子点层的组合，其优点是纳米金属材料层增益的光直接被纳米量子点材料吸收，提高纳米量子点层的发光效能。

本发明提出的另一种纳米增益介质夹层光缆包括：光缆线，增益介质，外保护层，在透明光缆线外涂纳米半导体材料层或涂纳米增益介质材料层或涂纳米金属材料层或涂纳米量子点层材料，外保护层涂在纳米半导体材料层或纳米增益介质材料层或纳米金属材料层或纳米量子点层材料外面，制造成的夹层光导线具有增强光缆线信号的功能。

纳米半导体材料层或纳米增益介质材料或纳米金属材料层或纳米量子点层单面或上下表面设网状金属膜，网状金属膜具有透光和将增益能量作定向传导功能，使纳米半导体材料层或纳米增益介质材料或纳米金属材料层或纳米量子点层增益能量得到快速释放，提高纳米半导体材料层或纳米增益介质材料或纳米金属材料层或纳米量子点层效能，网状金属膜包括：矩形网状金属膜，六角形网状金属膜，三角形网状金属膜，圆孔阵列网状金属膜。

纳米增益介质夹层玻璃包括：纳米增益介质夹层玻璃板，纳米增益介质夹层玻璃透镜，纳米增益介质夹层玻璃管，纳米增益介质夹层光缆线，金属材料与纳米增益介质与透光玻璃组成的夹层玻璃板，金属材料与纳米增益介质与透光玻璃组成的反射透镜，金属材料与纳米增益介质与透光玻璃组成的反射管，但不限于上述形状组合。

透光玻璃或玻璃透镜或透光玻璃管上制造出条形槽或条形棱或环形槽或环形棱矩阵排列凸出物或矩阵排列凹坑，条形槽或条形棱或环形槽或环形棱具有聚光，反射光，分光和形成条形或圆环形光栅作用，矩阵排列凸出物或矩阵排列凹坑具有光吸收效率高特征。

透光玻璃包括：透光无机玻璃，透光有机玻璃及其组合。

量子点是由II-VI族或III-V族元素组成的纳米颗粒，但不限于上述颗粒。

透光玻璃板填充纳米增益介质颗粒包括：Nd或Nd/Cr或Yb/Cr纳米颗粒，但不限于上述颗粒。

透光玻璃板填充纳米半导体材料包括：TiO2，Fe2O3，Cr2O3，Al2O3，ZnO.CdSe，CdS，SnO2，Nb2O2，InP，砷化镓，但不限于上述材料。

纳米金属材料包括：纳米金属材料银，纳米金属材料铜，纳米金属材料铝，纳米金属材料钛，及其合金材料或外包覆量子点粒子的金属复合材料，但不限于上述材料。

由透光玻璃或有机树脂膜与纳米增益介质与金属材料组成的纳米增益介质夹层玻璃，金属材料具有导热和散热和防止光线向外辐射作用。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1是具有本发明特征的纳米增益介质夹层透光玻璃组合端面结构图。

图2是具有本发明特征的纳米增益介质夹层透光玻璃与金属材料组合端面结构图。

图3是具有本发明特征的双层纳米增益介质夹层透光玻璃组合端面结构图。

图4是具有本发明特征带有条形弧面反光槽纳米增益介质夹层透光玻璃组合端面结构图。

图5是具有本发明特征带有条形棱面反光槽纳米增益介质夹层透光玻璃组合端面结构图。

图6是具有本发明特征带有网状金属层的纳米增益介质夹层透光玻璃组合端面结构图。

图7是具有本发明特征单平面纳米增益介质夹层透镜组合端面结构图。

图8是具有本发明特征双弧面纳米增益介质夹层透镜组合端面结构图。

图9是具有本发明特征带有环形反射凹面激光增益介质管立体剖面结构图。

图10是具有本发明特征带有环形棱面反光槽纳米增益介质夹层透光镜组合立体结构图。

图11是具有本发明特征带有增益介质透明光缆线剖面结构图。

图12是具有本发明特征激光增益介质管端面结构图。

图13是具有本发明特征带有矩阵排列凸出物或矩阵排列凹坑的纳米增益介质夹层透光玻璃组合立体结构图。

具体实施方式：

实施例1：

纳米增益介质夹层透光玻璃组合端面结构图如图1所示，其中：1是上层透光玻璃板，2是纳米半导体材料层或设纳米增益介质材料层或设纳米金属材料层或设纳米量子点层，3是下层透光玻璃板，4是密封胶，密封胶4将上层透光玻璃板1和下层透光玻璃板3粘接在一起。

实施例2：

纳米增益介质夹层透光玻璃与金属材料组合端面结构图如图2所示，其中：5是上层透光玻璃板，6是纳米半导体材料层或设纳米增益介质材料层或设纳米金属材料层或设纳米量子点层，7是金属材料板，8是密封胶，密封胶9将上层透光玻璃板5和金属材料板7粘接在一起。

实施例3：

双层纳米增益介质夹层透光玻璃组合端面结构图如图3所示，其中：9是上层透光玻璃板，10是纳米金属材料层，7是金属材料板，11是透明隔离膜，12是纳米量子点层，13是下层透光玻璃板，14是密封胶，密封胶14将上层透光玻璃板9和透明隔离膜11和下层透光玻璃板13粘接在一起。

实施例4：

带有条形弧面反光槽纳米增益介质夹层透光玻璃组合端面结构图如图4所示，其中：15是上层透光玻璃板，16是纳米半导体材料层或设纳米增益介质材料层或设纳米金属材料层或设纳米量子点层，17是下层透光玻璃板，18是下层透光玻璃板条形弧面反光槽，19是密封胶，密封胶19将上层透光玻璃板15和下层透光玻璃板17粘接在一起。

实施例5：

带有条形棱面反光槽纳米增益介质夹层透光玻璃组合端面结构图如图5所示，其中：20是上层透光玻璃板，21是纳米半导体材料层或设纳米增益介质材料层或设纳米金属材料层或设纳米量子点层，22是下层透光玻璃板，23是下层透光玻璃板条形棱面反光槽，24是密封胶，密封胶24将上层透光玻璃板20和下层透光玻璃板22粘接在一起。

实施例6：

带有网状金属层的纳米增益介质夹层透光玻璃组合端面结构图如图6所示，其中：25是上层透光玻璃板，26是上层网状金属银，27是纳米半导体材料层或设纳米增益介质材料层或设纳米金属材料层或设纳米量子点层，28是下层网状金属银，29是下层透光玻璃板，30是密封胶，密封胶30将上层透光玻璃板25和下层透光玻璃板29粘接在一起。

实施例7：

单平面纳米增益介质夹层透镜组合端面结构图如图7所示，其中：31是上层弧面透镜，32是纳米半导体材料层或设纳米增益介质材料层或设纳米金属材料层或设纳米量子点层，33是下层透光玻璃板，34是密封胶，密封胶34将上层弧面透镜31和下层透光玻璃板33粘接在一起。

实施例8：

双弧面纳米增益介质夹层透镜组合端面结构图如图8所示，其中：35是上层弧面透镜，36是纳米半导体材料层或设纳米增益介质材料层或设纳米金属材料层或设纳米量子点层，37是下层弧面透镜，38是密封胶，密封胶38将上层弧面透镜35和下层弧面透镜37粘接在一起。

实施例9：

带有环形反射凹面激光增益介质管立体剖面结构图如图9所示，其中：39是内透光玻璃管，40是内透光玻璃管反射凹面，41是内透光玻璃管入射斜面，42是纳米增益介质材料层，43是外层包管。

使用时，纳米增益介质材料层42增益的光能，通过内透光玻璃管反射凹面40反射实现二次增益。

实施例10：

带有环形棱面反光槽纳米增益介质夹层透光镜组合立体结构图如图10所示，其中：44是上层透光玻璃板，45是上层透光玻璃板环形棱面反光槽，46是纳米半导体材料层或纳米增益介质材料层或纳米金属材料层或纳米量子点层，47是透光玻璃板，胶将透光玻璃板47和上层透光玻璃板44粘接在一起。

实施例11：

带有增益介质透明光缆线剖面结构图如图11所示，其中：48是透明光缆线，49是纳米半导体材料层或纳米增益介质材料层或纳米金属材料层或纳米量子点层，50是外防护层。透明光缆线48传输的光照射在纳米半导体材料层或纳米增益介质材料层或纳米金属材料层或纳米量子点层49上进行能量增益。

实施例12：

激光增益介质管组合端面结构图如图12所示，其中：51是激光增益介质腔，52是激光增益介质透明管，53是纳米纳米增益介质材料层，54是上层半圆金属材料管，55是下层半圆金属材料管，56是密封胶，密封胶56将上层半圆金属材料管54和下层半圆金属材料管55粘接在一起。

实施例13：

带有矩阵排列凸出物或矩阵排列凹坑的纳米增益介质夹层透光玻璃组合立体结构图如图13所示，其中：57是透光玻璃底板，58是纳米半导体材料层或设纳米增益介质材料层或设纳米金属材料层或设纳米量子点层，59是上层透光有机树脂板，60是矩阵排列凸出物或矩阵排列凹坑，密封胶将透光玻璃底板57和上层透光有机树脂板59粘接在一起。

Claims

1.纳米增益介质夹层玻璃包括：增益介质，透光玻璃，胶，其特征是：相邻透光玻璃间或透光玻璃与金属材料间设纳米半导体材料层或设纳米增益介质材料层或设纳米金属材料层或设纳米量子点层，相邻透光玻璃间用胶粘接在一起或透光玻璃与金属材料间用胶粘接在一起。

2.如权利要求1所述纳米增益介质夹层玻璃，其特征是：纳米半导体材料层或纳米增益介质材料或纳米金属材料层或纳米量子点层单面或上下表面设网状金属膜。

3.如权利要求1所述纳米增益介质夹层玻璃，其特征是：上层透光玻璃上设纳米半导体材料层或纳米增益介质材料层或纳米金属材料层或纳米量子点层，下层透光玻璃上设纳米半导体材料层或纳米增益介质材料层或纳米金属材料层或纳米量子点层，上层透光玻璃纳米半导体材料层或纳米增益介质材料层或纳米金属材料层或纳米量子点层与下层透光玻璃纳米半导体材料层或纳米增益介质材料层或纳米金属材料层或纳米量子点层间设透明隔离层。

4.如权利要求1所述纳米增益介质夹层玻璃，其特征是：透光玻璃或金属材料或有机树脂上设太阳能电池芯片，另一透光玻璃上设纳米半导体材料层或纳米增益介质材料层或纳米金属材料层或纳米量子点层，太阳能电池芯片与纳米半导体材料层或纳米增益介质材料层或纳米金属材料层或纳米量子点层间设透明隔离层。

5.如权利要求1所述纳米增益介质夹层玻璃，其特征是：纳米增益介质夹层玻璃包括：纳米增益介质夹层玻璃板，纳米增益介质夹层玻璃透镜，纳米增益介质夹层玻璃管，纳米增益介质夹层光缆线，金属材料与纳米增益介质与透光玻璃组成的夹层玻璃板，金属材料与纳米增益介质与透光玻璃组成的反射透镜，金属材料与纳米增益介质与透光玻璃组成的反射管，但不限于上述形状组合。

6.如权利要求1所述纳米增益介质夹层玻璃，其特征是：透光玻璃或玻璃透镜或透光玻璃管上制造出条形槽或条形棱或环形槽或环形棱或矩阵排列凸出物或矩阵排列凹坑。

7.如权利要求1所述纳米增益介质夹层玻璃，其特征是：量子点是由II-VI族或III-V族元素组成的纳米颗粒，但不限于上述颗粒。

8.如权利要求1所述纳米增益介质夹层玻璃，其特征是：纳米增益介质颗粒包括：Nd或Nd/Cr或Yb/Cr纳米颗粒，但不限于上述颗粒。

9.如权利要求1所述纳米增益介质夹层玻璃，其特征是：纳米半导体材料包括：TiO2，Fe2O3，Cr2O3，Al2O3，ZnO.CdSe，CdS，SnO2，Nb2O2，InP，砷化镓，但不限于上述材料。

10.如权利要求1所述纳米增益介质夹层玻璃，其特征是：纳米金属材料包括：纳米金属材料银，纳米金属材料铜，纳米金属材料铝，纳米金属材料钛及其合金材料或外包覆量子点粒子的金属复合材料，但不限于上述材料。