[发明专利]发光光子结构、制造发光光子结构的方法和感测化学物质的方法

权利要求书

1.一种发光光子结构(10)，其包含：

发光光子晶体(14)，所述发光光子晶体(14)在被波长处于所述发光光子晶体(14)的激发波长光谱内的激发光(11)激发时，发射具有发光波长光谱的冷光；

所述发光光子晶体(14)设置在两个其它光子晶体(12，16)之间，所述其它光子晶体(12，16)各自为胶态光子晶体，该发光光子晶体(14)具有在所述发光波长光谱和所述激发波长光谱中的一个内的光子晶格周期，并且所述两个其它光子晶体(12，16)各自具有在所述发光波长光谱和所述激发波长光谱中的另一个内的光子晶格周期，以反射在所述发光光子晶体(14)内传播的所述激发光(11)和所述冷光中的一个；其中，所述发光光子晶体(14)被配置成用于所述激发光(11)的多光束相长干涉。

2.根据权利要求1所述的发光光子结构(10)，其中选择所述发光光子晶体(14)的厚度来支持所述激发光(11)的多光束相长干涉。

3.根据权利要求2所述的发光光子结构(10)，其中所述发光光子晶体(14)的所述厚度满足T＝mλcosθ₂，其中m是整数，λ是所述激发光的波长，θ₁是所述激发光相对于所述发光光子晶体(14)的法线的入射角，并且θ₁和θ₂满足其中n₁是所述两个其它光子晶体(12，16)的折射率，并且n₂是所述发光光子晶体(14)的折射率。

4.根据前述权利要求中任一项所述的发光光子结构(10)，其中所述发光光子晶体(14)的部分光子带隙与所述发光光子晶体(14)的发光发射光谱重叠。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的发光光子结构(10)，其中所述发光光子晶体(14)包含多个发光中心。

6.根据权利要求5所述的发光光子结构(10)，其中所述多个发光中心包含多个荧光团。

7.根据权利要求6所述的发光光子结构(10)，其中所述多个荧光团包含多个发光离子、多个发光分子、多个发光纳米粒子和多个上转换中心中的至少一个。

8.根据权利要求7所述的发光光子结构(10)，其中所述多个发光离子包含多个镧系离子。

9.根据权利要求7所述的发光光子结构(10)，其中所述多个发光分子包含多个激光染料分子。

10.根据权利要求9所述的发光光子结构(10)，其中所述多个激光染料分子包含罗丹明B。

11.根据权利要求1-3中任一项所述的发光光子结构(10)，其中所述发光光子晶体(14)包含发光染料和多个纳米粒子中的至少一个，用于荧光能量转移(FRET)。

12.根据权利要求1-3中任一项所述的发光光子结构(10)，其中所述发光光子晶体(14)包含荧光感测材料。

13.根据权利要求12所述的发光光子结构(10)，其中所述荧光感测材料包含荧光化学感测材料。

14.一种用于制造权利要求1所述的发光光子结构(10)的方法，所述方法包含以下步骤：

确定所述发光光子晶体(14)的多个球体(19)的直径和所述两个其它光子晶体(12，16)的另外多个球体(21)的直径；

制造用于所述发光光子晶体(14)的所述多个球体(19)和用于所述两个其它光子晶体的所述多个球体(21)；

依序沉积所述多个球体(19)和所述其它多个球体(21)。

15.一种用于感测化学物质的方法，所述方法包含以下步骤：

确定根据权利要求1到14中任一项所述的发光光子结构(10)的发光特性；

将所述化学物质输送到所述发光光子晶体(14)并且用输送到其中的所述化学物质对所述发光光子晶体(14)进行改性；

确定所述发光光子结构(10)的所述发光特性。