CN106917968A - 一种具有波长选择性输出的发光装置 - Google Patents

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陆冰睿
梁宗文
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Abstract

本发明涉及一种具有波长选择性输出的发光装置，包括自下而上依次设置的发光光源和介质层或发光光源、荧光层和介质层，且在介质层上制备有单模或多模光纤结构，所述光纤直径为1～50000nm，单根光纤长度为0.01～5000 µm。本发明的优点在于：本发明具有波长选择性输出的发光装置，采用在发光源的出光面上制作单模或多模光纤，通过调制光纤的直径，占空比和高度，能够实现波长的选择性输出，使得输出光的半高宽减小，单色性更好，可以精确定义发光的中心波长。

Description

一种具有波长选择性输出的发光装置
技术领域
本发明涉及有源光学器件，特别涉及一种具有波长选择性输出的
发光装置。
背景技术
单色光是指单一频率（或波长）的电磁波，不能产生色散。由红到紫的七色光中的每种色光并非真正意义上的单色光，它们都有相当宽的频率(或波长)范围，如波长为0.62～0.77 μm范围内的光都称红光。
单色光在色彩显示，通讯以及光学成像领域有重要的应用。然而传统的单色光源器件存在装置复杂，体积较大，成本较高，光源的单色性较差，出光的半高宽较大等问题。以荧光粉LED显示为例，传统的采用荧光粉的单色LED,其出光的半高宽近100 nm，单色性太差，不能满足一些特定领域的要求。即使是采用量子点作为荧光或者发光层的单色光源，其出光的半高宽也达30 nm，且量子点发光受温度和尺寸的影响，容易出现色飘现象，影响器件的使用，难以实现单色光的选择性输出。对于这类光源，我们往往需要在出光面设置滤波片以降低其发光波长半高宽，提高出光单色性，但同时阻碍了光源的微型化，集成化发展。
因此一种新型的兼具波长选择和小型化，集成化的技术十分值得期待。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有波长选择性输出的发光装置，该发光装置采用单模或多模光纤束，可以实现对发光光源波长的选择性输出，适用于对单色光有较高要求的领域，且该结构的发光装置兼具小型化和集成化的优点。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种具有波长选择性输出的发光装置，其创新点在于：包括自下而上依次设置发光光源和介质层，且在介质层上制备有单模或多模光纤结构；所述光纤直径为1～50000nm，单根光纤长度为0.01～5000 µm。
一种具有波长选择性输出的发光装置，其创新点在于：包括自下而上依次设置发光光源、荧光层和介质层，且在介质层上制备有单模或多模光纤结构；所述光纤直径为1～50000nm，单根光纤长度为0.01～5000 µm。
进一步地，所述介质层的材料选用空气、真空、硅胶、树脂或聚碳酸酯中的任意一种。
进一步地，所述光纤的纤芯材料可以选用介质层的材料，也可以选用非介质层材料，所述非介质层材料选用空气、真空、硅胶、树脂或聚碳酸酯中除介质层已选用材料外的任意一种。
进一步地，所述发光源是发光二极管、有机发光二极管、激光器、照明光源或波长涵盖深紫外，紫外，可见光，红外，远红外，THZ和微波一系列的电磁波发生器中的一种。
进一步地，所述荧光层为荧光粉、荧光陶瓷、量子点、其他光能上转换发光材料、其他光能下转换发光材料或上述材料与介质的混合物中的一种。
进一步地，所述发光光源与介质层是接触的或非接触的。
进一步地，所述发光光源与荧光层是接触的或非接触的。
进一步地，在所述介质层上的非光纤区域加置有反射镜。
进一步地，所述反射镜为金属Ag镜、多层介质膜或其他能反射电磁波的结构中的任意一种。
本发明的优点在于：
（1）本发明具有波长选择性输出的发光装置，采用在发光光源的出光面上压印单模或多模光纤，通过光纤的直径，高宽比能够实现波长的选择性输出，使得输出光的半高宽减小，提高光源单色性，可以精确调制发光的中心波长；
（2）本发明具有波长选择性输出的发光装置，在介质层上的非光纤区域加置有反射镜，阻挡了非光纤区域的光出射，进一步保证了出射光的单色性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为实施例1提供的具有波长选择性输出功能的发光装置断面结构示意图。其中数字的含义为：发光光源101、介质层103、介质层上的多模光纤结构104、反射镜105。
图2为实施例2提供的具有波长选择性输出功能的发光装置断面结构示意图。其中数字的含义为：发光源101、荧光层102、介质层103、介质层上的多模光纤结构104、反射镜105。
图3为实施例1,2提供的具有波长选择性输出功能的发光装置的俯视图。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
本实施例具有波长选择性输出的发光装置，为不含荧光层的波长选择输出发光装置，如图1所示，包括自下而上依次设置发光光源101和介质层103，且在介质层103上制备有多模光纤结构104，如图3所示，在介质层103上的非光纤区域设置有反射镜105。
作为实施例，更具体地实施方式为发光光源101为发光二极管；介质层103与发光光源101采用接触式，介质层103的材料为低折射率硅胶，厚度为50 μm；多模光纤结构104的材料为高折射率树脂，光纤直径为500 nm，光纤长度为40 μm，反射镜105采用金属Ag反射镜。
实施例2
本实施例具有波长选择性输出的发光装置，与实施例1相比，增加了荧光层，其他不变，如图2所示，包括自下而上依次设置发光光源101、荧光层102和介质层103，且在介质层103上制备有多模光纤结构104，如图3所示，在介质层103上的非光纤区域设置有反射镜105。
作为实施例，更具体地实施方式为发光光源101为发光二极管；荧光层102为荧光陶瓷，荧光层102与发光光源101采用接触式，介质层103的材料为低折射率硅胶，厚度为50μm；多模光纤104的材料为高折射率树脂，光纤直径为500 nm，光纤长度为40 μm，反射镜105采用金属Ag反射镜。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种具有波长选择性输出的发光装置，其特征在于：包括自下而上依次设置发光光源和介质层，且在介质层上制备有单模或多模光纤结构；所述光纤直径为1～50000nm，单根光纤长度为0.01～5000 µm。
2.一种具有波长选择性输出的发光装置，其特征在于：包括自下而上依次设置发光光源、荧光层和介质层，且在介质层上制备有单模或多模光纤结构；所述光纤直径为1～50000nm，单根光纤长度为0.01～5000 µm。
3.根据权利要求1或2所述的具有波长选择性输出的发光装置，其特征在于：所述介质层的材料选用空气、真空、硅胶、树脂或聚碳酸酯中的任意一种。
4.根据权利要求1或2所述的具有波长选择性输出的发光装置，其特征在于：所述光纤的纤芯材料可以选用介质层的材料，也可以选用非介质层材料，所述非介质层材料选用空气、真空、硅胶、树脂或聚碳酸酯中除介质层已选用材料外的任意一种。
5.根据权利要求1或2所述的具有波长选择性输出的发光装置，其特征在于：所述发光源是发光二极管、有机发光二极管、激光器、照明光源或波长涵盖深紫外，紫外，可见光，红外，远红外，THZ和微波一系列的电磁波发生器中的一种。
6.根据权利要求2所述的具有波长选择性输出的发光装置，其特征在于：所述荧光层为荧光粉、荧光陶瓷、量子点、其他光能上转换发光材料、其他光能下转换发光材料或上述材料与介质的混合物中的一种。
7.根据权利要求1所述的具有波长选择性输出的发光装置，其特征在于：所述发光光源与介质层是接触的或非接触的。
8.根据权利要求2所述的具有波长选择性输出的发光装置，其特征在于：所述发光光源与荧光层是接触的或非接触的。
9.根据权利要求1或2所述的具有波长选择性输出的发光装置，其特征在于：在所述介质层上的非光纤区域加置有反射镜。
10.根据权利要求9所述的具有波长选择性输出的发光装置，其特征在于：所述反射镜为金属Ag镜、多层介质膜或其他能反射电磁波的结构中的任意一种。
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