[发明专利]一种基于三维光子晶体结构的发光光源

说明书

技术领域

本发明属于半导体光电子器件制造领域，特别涉及一种基于三维光子晶体结构的发光光源。

背景技术

发光二极管（LED）是一种当在正向方向上被电偏置时以受激方式发光的半导体光源装置。根据材料的不同，LED可以发出近紫外、可见光和近红外光。

以氮化镓为代表的第三代半导体，可以制成高效的LED，氮化镓及其合金的带隙覆盖了从红外到紫外的光谱范围。它具有宽的直接带隙、强的原子键、高的热导率、化学稳定性好等性质和强的抗辐射能力，在光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景。随着LED在光源领域的应用越来越广泛，由于LED光源具有体积小、寿命长、价格低喝发光效率高等有点，所以它开始逐步取代传统光源。随着LED生产技术的发展，市场上已出现了红、橙、黄、绿、蓝等各种颜色的LED产品。然而由于LED发光时LED的光谱宽度较大，且会出现底面反射或荧光粉涂布不均匀等问题，使得单色LED发光的单色性不理想，以及降低了LED光源的发光效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够获得更高纯度的色光，以实现更宽色域范围的基于三维光子晶体结构的发光光源。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种基于三维光子晶体结构的发光光源，其创新点在于：包括由下而上依次设置的衬底、发光光源、线缺陷三维光子晶体。

进一步地，所述衬底选用蓝宝石衬底、AlN衬底、SiC衬底或Si衬底中的任一种。

本发明的优点在于：

本发明基于三维光子晶体结构的发光光源，由于使用单色发光光源时，发光LED的光谱宽度较大，且衬底对单色光的反射以及荧光粉涂布不均匀等问题会使得单色光的纯度大幅度下降，进而采用线缺陷三维光子晶体结构，在三维光子晶体中引入线缺陷，使带隙中形成相应的缺陷能级，进而形成一条缺陷条纹，沿着这条缺陷条纹，光予得以顺利传播，其它任何试图脱离这条通路的光子都将被禁止，这实现了一条无任何损耗的光通路，当光子晶体设置在发光光源的上方时，可以使得LED发出的某一个波长范围内的光沿着缺陷条纹传播，其他波长的光禁止传播，大大提高LED发光光源的单色性。

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基于三维光子晶体结构的发光光源的结构示意图。

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

本实施例基于三维光子晶体结构的发光光源，如图1所示，包括由下而上依次设置的衬底1、发光光源2和线缺陷三维光子晶体3。

实施例中，衬底1可选用蓝宝石衬底、AlN衬底、SiC衬底或Si衬底中的任一种。

本实施例基于三维光子晶体结构的发光光源，由于使用单色发光光源时，发光LED的光谱宽度较大，且衬底对单色光的反射以及荧光粉涂布不均匀等问题会使得单色光的纯度大幅度下降，进而采用线缺陷三维光子晶体结构，在三维光子晶体中引入线缺陷，使带隙中形成相应的缺陷能级，进而形成一条缺陷条纹，沿着这条缺陷条纹，光予得以顺利传播，其它任何试图脱离这条通路的光子都将被禁止，这实现了一条无任何损耗的光通路，当光子晶体设置在发光光源的上方时，可以使得LED发出的某一个波长范围内的光沿着缺陷条纹传播，其他波长的光禁止传播，大大提高LED发光光源的单色性。

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。