[发明专利]透光遮蔽组合金属光栅装置及其制备和使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及多层金属光栅装置。

 

背景技术

现有的金属光栅均是单层组成，尚未检索到由金属透光光栅透光孔和金属遮蔽光栅透光孔交错排列的组合重叠金属光栅的报导。

尚未检索到在金属透光光栅上加工透光孔和凸起，在金属遮蔽光栅加工透光孔和凸起，金属透光光栅上凸起与金属遮蔽光栅凸起相互插入，在相邻凸起间形成缝隙和光通道，通过金属遮蔽光栅凸起和在金属透光光栅凸起间透光间隙多次折射后，由金属遮蔽光栅透光孔射出，获得更高的光功率密度，提高表面等离子体共振的品质因子，增强局域电磁场强度和光强度。

尚未检索到在金属透光光栅和金属遮蔽光栅表面涂镀量子点层或增益金属层或增益泵蒲层的报导。

发明内容

本发明的目的是：1、金属透光光栅透光孔和金属遮蔽光栅透光孔交错排列的缝隙压缩光束截面，提高光反射或光折射路程，获得更高的光功率密度，提高表面等离子体共振的品质因子，增强局域电磁场强度和光强度。2、金属透光光栅或金属遮蔽光栅表面设凸起，凸起可以疏导光波，更多地吸收光能，使金属透光光栅与金属遮蔽光栅间的反射光聚集，增加光能量。3、有机合成材料表面镀金属膜，降低成本，防止金属光栅脆性破坏。4、透光板上层阵列透光立体光栅与下层阵列遮蔽立体光栅复合量子点层，量子点层将宽激发谱改变为窄的发射谱，提高光电转换效率。5、透光板上层阵列透光立体光栅与下层阵列遮蔽立体光栅复合纳米金属层，实现光增益。6、透光板上层阵列透光立体光栅与下层阵列遮蔽立体光栅复合增益泵蒲层，提高激光泵蒲效能。7、通过在金属透光光栅或金属遮蔽光栅间加电磁场，改变光路径，增加光强度。8、通过印刷、纳米压印、立体打印制造的带有凸起的金属透光光栅或金属遮蔽光栅，相邻凸起相互插入形成多折射的光通道缝隙，增加光能量。

本发明提出的透光遮蔽组合金属光栅装置包括：一层或多层金属透光光栅，一层或多层金属遮蔽光栅，光栅筋，透光孔，光栅支架，金属透光光栅设透光孔，金属遮蔽光栅设透光孔，金属透光光栅与金属遮蔽光栅安装在光栅支架上，金属透光光栅与金属遮蔽光栅间设透光缝隙，金属透光光栅透光孔与金属遮蔽光栅透光孔交错排列，金属透光光栅筋与金属遮蔽光栅筋交错排列，太阳光或太阳聚光或激光照射金属透光光栅上时，太阳光或太阳聚光或激光透过金属透光光栅透光孔照射在金属遮蔽光栅透光孔间的遮蔽光栅上，金属遮蔽光栅将光反射到金属透光光栅上，金属透光光栅将光再次反射到金属遮蔽光栅上和通过金属透光光栅与金属遮蔽光栅间透光缝隙横向传播，压缩光束截面，获得更高的光功率密度和光强度，提高表面等离子体共振的品质因子，增强后光子通过金属遮蔽光栅透光孔射出。

本发明提出的另一种透光遮蔽组合金属光栅装置包括：金属透光光栅，金属遮蔽光栅，光栅柱形凸起或锥形凸起，透光孔，光栅支架，金属透光光栅设透光孔，金属遮蔽光栅设透光孔和柱形凸起或锥形凸起，金属透光光栅与金属遮蔽光栅安装在光栅支架上，金属透光光栅与金属遮蔽光栅间设透光缝隙，太阳光或太阳聚光或激光照射金属透光光栅上时，太阳光或太阳聚光或激光穿过金属透光光栅透光孔照射在金属遮蔽光栅透光孔间的柱形凸起或锥形凸起上，柱形凸起或锥形凸起将入射光折射后，获得更高的光功率密度和光强度，增强后光子通过金属遮蔽光栅透光孔射出。

本发明提出的另一种透光遮蔽组合金属光栅装置包括：金属透光光栅，金属遮蔽光栅，光栅柱形凸起或锥形凸起，透光孔，光栅支架，金属透光光栅设透光孔和柱形凸起或锥形凸起，金属遮蔽光栅设透光孔和柱形凸起或锥形凸起，金属透光光栅与金属遮蔽光栅安装在光栅支架上，金属透光光栅与金属遮蔽光栅间设透光缝隙，金属透光光栅柱形凸起或锥形凸起与金属遮蔽光栅透光孔对应排列，金属遮蔽光栅柱形凸起或锥形凸起与金属透光光栅透光孔对应排列，金属透光光栅柱形凸起或锥形凸起与金属遮蔽光栅柱形凸起或锥形凸起相互插入，交错排列，入射光穿过金属透光光栅透光孔照射在金属遮蔽光栅凸起上，在金属遮蔽光栅凸起与金属透光光栅柱形凸起缝隙间多次折射后，由金属遮蔽光栅透光孔射出。

为降低成本，提高金属透光光栅或金属遮蔽光栅的使用寿命，提高光栅的尺寸精度，金属粉末或金属化合物粉末通过印刷或压印或立体打印制造的带有凸起和透光孔的金属粉末光栅，高温烧结，制成金属光栅。

为降低成本，提高光栅的尺寸精度，金属透光光栅和金属遮蔽光栅采用立体打印机整体打印制造。

为降低成本，防止金属光栅脆性破坏，金属透光光栅或金属遮蔽光栅还包括有机合成材料表面金属膜和透光孔制成的光栅。