[发明专利]波长转换装置、反光杯、光源和波长转换装置的制造方法

权利要求书

1.一种波长转换装置，用于接收激发光并受激发射受激光，其特征在于：

包括硅片，硅片包括垂直于硅晶体<100>晶向的主表面；在主表面上存在正方形或长方形开口，在该开口内腐蚀有锥形坑，该锥形坑的侧壁包括四个面，该四个面分别垂直于硅晶体的<111>晶向；所述锥形坑的侧壁和底部镀有反射膜；

还包括波长转换层，所述波长转换层涂覆或填充于所述锥形坑的底部。

2.根据权利要求1所述的波长转换装置，其特征在于，所述锥形坑的深度与锥形坑底部至少一个边长的比值大于等于0.3且小于等于1。

3.根据权利要求2所述的波长转换装置，其特征在于，所述锥形坑的深度与锥形坑底部至少一个边长的比值大于等于0.5且小于等于0.7。

4.一种光源，其特征在于：

包括激发光源，激发光源用于发射激发光；

还包括权利要求1至3中任一项所述的波长转换装置，激发光以特定角度入射于锥形坑的开口并最终入射于波长转换层；

还包括位于激发光源与波长转换装置光路之间的分光装置，用于将波长转换层发出的受激光的光路与入射的激发光的光路分离开来；

所述分光装置是分光滤光片，该分光滤光片透射激发光且反射受激光，或者反射激发光且透射受激光；或者，

所述分光装置是带孔的反射装置，该反射装置具有平面或曲面的反射面，所述的孔位于反射面内，所述激发光从反射装置的孔透射并入射于锥形坑的开口，所述受激光入射于反射面，其中入射于反射面的孔以外的部分被反射；或者，

所述分光装置是小反射镜，所述激发光入射于小反射镜并被其反射而入射于锥形坑的开口，大部分受激光从小反射镜周围出射。

5.一种光源，其特征在于：

包括激发光源，激发光源用于发射激发光；

还包括权利要求1至3中任一项所述的波长转换装置，激发光以特定角度入射于锥形坑的开口并最终入射于波长转换层；从所述锥形坑的开口入射的光具有第一角度范围，在该角度范围内的光能够穿过锥形坑并到达波长转换层，在该角度范围外的光则不能穿过锥形坑；第一角度范围分为内区和外区，外区的角度大于内区的角度；所述激发光以属于外区的入射角度入射于锥形坑的开口；

还包括位于波长转换装置光路后端的光出口，光出口的范围覆盖锥形坑的内区出射光的光通道且不覆盖锥形坑的外区出射光的光通道。

6.一种反光杯，其特征在于：包括硅片，硅片包括垂直于硅晶体<100>晶向的主表面；在主表面上存在正方形或长方形开口，在该开口内腐蚀有锥形孔，该锥形孔穿透硅片，且该锥形孔的侧壁包括四个面，该四个面分别垂直于硅晶体的<111>晶向且均镀有反射膜。

7.一种波长转换装置，用于接收激发光并受激发射受激光，其特征在于：

包括波长转换层和衬底，波长转换层包括相对的第一面和第二面，所述波长转换层的第一面依附于衬底的第一表面上，该表面对于波长转换层发出的光具有反射性；

还包括根据权利要求6所述的反光杯，该反光杯位于波长转换层第二面一侧，反光杯具有相对的大口和小口，反光杯在所述硅片主表面上的开口为大口，所述锥形孔在主表面相对的表面上的开口为小口，该小口面向波长转换层；所述激发光入射于反光杯的大口并从反光杯的小口出射并最终入射于波长转换层，波长转换层发出的受激光或受激光与剩余的没有被吸收的激发光的混合光被反光杯的小口收集并最终从反光杯的大口出射。

8.一种波长转换装置的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

在<100>硅片表面加工掩膜图形，掩膜图形的窗口部分为正方形或长方形，且该正方形或长方形的一边平行于<110>晶向；

使用各向异性腐蚀液腐蚀该<100>硅片，使得在掩膜图形的窗口部分对应的硅片表面形成至少一个腐蚀坑；

在所述至少一个腐蚀坑的侧壁和底部镀反射膜；

在所述至少一个腐蚀坑的底部涂覆或填充波长转换层。

9.根据权利要求8所述的波长转换装置的制造方法，其特征在于，在步骤b)后还包括步骤e) 去除掩膜图形。

10.根据权利要求8所述的波长转换装置的制造方法，其特征在于，步骤d)可以分解为以下几个子步骤：

d1、将波长转换颗粒与液态的载体混合形成浆料；

d2、将浆料滴入腐蚀坑并在坑底形成浆料层；

d3、利用加速度生成装置，使硅片和浆料层都具有加速度a，加速度a至少有一个不小于15m/s²的分量垂直于硅片表面且该分量的方向是从腐蚀坑底部指向浆料层；

d4、后处理以固化或去除载体。