一种微型多色显示线光源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种微型多色显示线光源，包括微流控芯片、激光二极管和若干微米光波导，所述激光二极管和微米光波导封装于微流控芯片内，其中一所述微米光波导有源区的出光面设有输入端，所述输入端对应放置于激光二极管的有源区出光面，所述微米光波导与其余微米光波导之间相互耦合并在侧面间隔性地刻蚀有深浅不一的圆孔构成多色显示线光源的侧面输出端，这一微型多色显示线光源可极大地压缩器件尺寸，提高集成度，在警示灯、机器视觉、生物医疗等领域都有重要的作用。

A Miniature Linear Light Source for Multicolor Display

【技术实现步骤摘要】
一种微型多色显示线光源
本技术涉及多彩显示领域，尤其涉及一种微型多色显示线光源。
技术介绍
因具有能量高、单色性好、相干性好等优点，单色激光光源自技术以来在通信、精密仪器制造、高精度测量、显示照明、医学诊断等诸多方面发挥着重要的作用；而多色显示光源比单色光源表现出更为丰富的色彩，因此，多色显示光源在彩色屏显、生物医疗、机器视觉等方面拥有巨大的应用前景。现有的多色显示光源通常需采用一种或多种单色光源激光器组成，并需要外部光路的调节整合到同一输出，整体体积较为庞大且成本较高；同时，单色激光光源一般以蓝光激光为核心，配合荧光粉的色轮配出白光并利用色轮分出所需的颜色，整体的调整方案上也较为复杂。而随着科技的发展及各种器件的高度集成，在机器视觉以及生物警示灯等方面，需要把多色光源集成在微小尺度上，因而也对这种单色光调出的多颜色显示光源的集成度及亮度调节方案提出了更高的要求。显然，如何得到高集成度的片上多色线光源，满足机器视觉、医学诊断等方面的应用，成为多色显示光源微型化研究过程中一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出了一种高集成度、色度易于调节、低成本的微型多色显示线光源。本技术是通过以下技术方案实现的：一种微型多色显示线光源，包括微流控芯片、激光二极管和若干微米光波导，所述激光二极管和微米光波导封装于微流控芯片内，其中一所述微米光波导有源区的出光面设有输入端，所述输入端对应放置于激光二极管的有源区出光面，所述微米光波导与其余微米光波导之间相互耦合并在侧面间隔性地刻蚀有深浅不一的圆孔构成多色显示线光源的侧面输出端。在一较佳的实施例中，所述微流控芯片包括基片和盖片。在一较佳的实施例中，所述激光二极管与微米光波导固装于基片上，所述盖片覆设于基片上。在一较佳的实施例中，所述微米光波导直径为2～10μm，长度为2～5cm。在一较佳的实施例中，所述微米光波导之间的耦合长度为2～5μm。在一较佳的实施例中，所述微米光波导之间的耦合角度为10°～30°。在一较佳的实施例中，所述微米光波导为微米光纤或聚合物微米线。在一较佳的实施例中，所述微米光波导的数量为3个。本技术的有益效果：1)本技术的多色显示线光源，采用若干微米光波导以一定角度耦合，组成一端输入、多端侧面均匀输出的的分支结构，输入端放置于绿光激光二极管的有源出光面，通过调整波导耦合区长度，使三色光按比例从侧面均匀输出，极大地压缩了器件的尺寸、提高了集成度；2)本技术的多色显示线光源，在简单的分支结构中仅用一种光源便可得到三种显示光源，具有结构简单、光源利用率高、显色丰富等特点，在警示灯、机器视觉、生物医疗等领域具有重要作用；3)本技术的多色显示线光源，可通过微米光波导之间的耦合长度进行显示亮度的调节，调节方式灵活；4)本技术的多色显示线光源，采用微流控芯片进行微型化光源的固定封装，确保结构稳定、可靠。附图说明图1为本技术微米光波导的立体图；图2为本技术微米光波导的俯视图；图3为本技术微米光波导的侧视图；图4为本技术微型多色显示线光源的内部结构示意图；图5为本技术微型多色显示线光源的封装结构示意图。其中：1-微米光波导11-微米光波导输入端12-微米光波导侧面输出端13-微米光波导耦合区2-激光二极管21-有源区出光面3-微流控芯片基片4-微流控芯片盖片具体实施方式为了使本技术技术方案更加清楚，现将本技术结合实施例和附图做进一步详细说明：本技术提供了一种微型多色显示线光源，如图1-4所示，包括微流控芯片5、激光二极管2和三根微米光波导1，激光二极管2和微米光波导1封装于微流控芯片5内，其中一微米光波导1有源区的出光面设有输入端11，输入端11对应放置于激光二极管2的有源区出光面21，该微米光波导1与其余微米光波导1之间相互耦合，微米光波导1选用直径均一、表面质量良好的微米光纤或高分子聚合物微米线，为了实现微米光波导1的直径均匀、表面质量良好，微米光纤可采用火焰拉锥法、高分子聚合物微米线可采用溶液拉锥法制备而成；三根微米光波导1之间相互耦合，形成一端输入，三端侧面输出的1x3分支结构。微米光波导1组成的三个分支中，其中位于中间的微米光波导1是染料掺杂的聚合物微米线，其余两分支微米光波导1可以是无掺杂的聚合物微米线，此外，这三根微米光波导1侧面均间隔性地刻蚀有深浅不一的圆孔构成多色显示线光源的侧面输出端12，微米光波导1侧面的圆孔直径为2μm，圆孔之间相距1μm，离输入端11最近的一个圆孔深度为200nm，依次递增200nm，最深达到1μm，达到最深的深度后依次递减200nm，直至最浅深度200nm。耦合区13长度可通过微纳操作，在光学显微镜下进行调节；耦合区13长度的变化，可以实现输出光强的调节，通过微米光波导1之间的相互耦合来实现激光的能量传递，并通过对耦合区13的调节实现多色光在微米光波导1侧面均匀输出，这一微型多色显示线光源极大地压缩了器件尺寸，提高集成度。为了保证微米光波导1之间有较高的耦合效率，三根微米光波导1的直径一致，直径范围在2～10μm；三根微米光波导1的长度相同，约为2cm，为了便于调整输入的三色光光强，微米光波导1之间的耦合长度应在1～5μm之间，耦合角度为10°～30°。如图5所示，为了保证微型多色显示线光源的结构稳定，采用微流控芯片5将组装好的激光器进行封装，微流控芯片5包括基片3和盖片4，将激光二极管2与微米光波导1固装于基片3上，再将盖片4覆设于基片3上完成封装，这样提高了微型多色显示线光源与整个系统的集成度和稳定性。本技术中的微纳操作是指：将探针(拉锥的纳米光纤锥或STM探针)固定于手动三维平移台上，在光学显微镜下通过平移台控制探针，调整光波导的位置、耦合长度等。该方法已经有相关文献公开，具体请详见：DirectCouplingofPlasmonicandPhotonicNanowiresforHybridNanophotonicComponentsandCircuits(NanoLett.2009)(复合纳米光子器件和回路中等离激元纳米线与光子纳米线的直接耦合(纳米快报.2009))以上所述，仅为本技术的较佳实施例而已，故不能依此限定本技术实施的范围，即依本技术专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本技术涵盖的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微型多色显示线光源，包括微流控芯片、激光二极管和若干微米光波导，其特征在于：所述激光二极管和微米光波导封装于微流控芯片内，其中一所述微米光波导有源区的出光面设有输入端，所述输入端对应放置于激光二极管的有源区出光面，所述微米光波导与其余微米光波导之间相互耦合并在侧面间隔性地刻蚀有深浅不一的圆孔构成多色显示线光源的侧面输出端。

【技术特征摘要】
1.一种微型多色显示线光源，包括微流控芯片、激光二极管和若干微米光波导，其特征在于：所述激光二极管和微米光波导封装于微流控芯片内，其中一所述微米光波导有源区的出光面设有输入端，所述输入端对应放置于激光二极管的有源区出光面，所述微米光波导与其余微米光波导之间相互耦合并在侧面间隔性地刻蚀有深浅不一的圆孔构成多色显示线光源的侧面输出端。2.如权利要求1所述的一种微型多色显示线光源，其特征在于：所述微流控芯片包括基片和盖片。3.如权利要求2所述的一种微型多色显示线光源，其特征在于：所述激光二极管与微米光波导固装于基片上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁定鑫，张奚宁，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：新型
国别省市：福建,35