[发明专利]一种回音壁模式光子学器件及其制备方法

权利要求书

1.一种回音壁模式光子学器件中的微米环阵列结构的制备方法，其特征在于，所述器件中包括一回音壁模式光学谐振微腔，所述微腔包括一微米环阵列结构；所述方法包括如下步骤：

1)将能形成薄膜的物质与溶剂混合，搅拌；

2)向步骤1)的体系中加入发光材料，得到混合溶液；

3)将上述混合溶液旋涂于基片上，干燥，得到薄膜；

4)通过喷墨打印将溶剂液滴打印在薄膜基底上，通过“咖啡环效应”形成所述微米环阵列结构。

2.一种回音壁模式光子学器件中的微米环阵列结构的制备方法，其特征在于，所述器件中包括一回音壁模式光学谐振微腔，所述微腔包括一微米环阵列结构；所述方法包括如下步骤：

1)将能形成薄膜的物质与溶剂混合，搅拌；

2)向步骤1)的体系中加入发光材料，得到混合溶液；

3’)在基片上直接喷墨打印步骤2)所得的混合溶液，通过“咖啡环效应”形成所述微米环阵列结构。

3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述能形成薄膜的物质为聚合物。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物为聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醇(PVA)、聚二甲基甲酰胺、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯吡咯烷酮、聚芴或聚吡咯。

5.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述能形成薄膜的物质在溶液中的质量百分比浓度为10-50毫克每毫升。

6.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为有机溶剂。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为甲苯、氯仿或二甲基甲酰胺。

8.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述发光材料为有机染料、量子点或稀土离子掺杂纳米颗粒。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述有机染料为罗丹明、香豆素或尼罗蓝。

10.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述发光材料在能形成薄膜的物质中的质量百分比为0.2-10％。

11.如权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述发光材料在能形成薄膜的物质中的质量百分比为0.5-2.5％。

12.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤3)或步骤3’)中的基片为玻璃片、氟化镁(MgF₂)片、金属薄膜或增强反射镜。

13.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤3)或步骤3’)中的基片为石英片。

14.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤3)或步骤3’)中的基片为导电玻璃片。

15.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，搅拌温度为25-50℃，搅拌时间为2-5小时；步骤3)中，旋涂转速为2000-5000转/分；步骤4)中，喷头孔径，即液滴尺寸为10-200微米，样品台温度为25-60℃。

16.如权利要求15所述的制备方法，其特征在于，步骤4)中，喷头孔径，即液滴尺寸为20-80微米。

17.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，搅拌温度为25-50℃，搅拌时间为2-5小时；步骤3’)中，喷头孔径，即液滴尺寸为10-200微米，样品台温度为25-60℃。

18.如权利要求17所述的制备方法，其特征在于，步骤3’)中，喷头孔径，即液滴尺寸为20-80微米。

19.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)的薄膜的膜厚在100纳米-200纳米之间。

20.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：通过将光输入微米环阵列结构中实现光子学功能。

21.如权利要求20所述的制备方法，其特征在于，通过近场耦合或远场泵浦的方式输出光信号，通过近场耦合或远场收集的方式探测输出光信号。