一种光波导异质结及其制备方法和光学元器件技术

本发明专利技术属于光波导技术领域，尤其涉及一种光波导异质结及其制备方法和光学元器件。本发明专利技术光波导异质结中，第一荧光染料的发射光谱与第二荧光染料的吸收光谱相匹配，激发光激发该光波导异质结的第一微米线中第一荧光染料发第一荧光后，第一荧光在第一微米线中以导波形式传输，在第一微米线和第二微米线的结点处，第一荧光可进入第二微米线激发第二荧光染料发出第二荧光，第二荧光在第二微米线的端部输出，实现光波导过程中的波长转换，并且，光波导过程中的波长转换为单向转换，使得该光波导异质结在光学元器件中有很大的应用前景。

An optical waveguide heterojunction and its preparation method and optical components

【技术实现步骤摘要】
一种光波导异质结及其制备方法和光学元器件
本专利技术属于光波导
，尤其涉及一种光波导异质结及其制备方法和光学元器件。
技术介绍
波长灵敏型光子学元器件如波分复用器、波长转换器、光束分离器和波长选择性光波导器等是未来微纳光子集成系统实现全光信息处理与交互通信的前提和关键。目前，微纳尺度内的波长灵敏型元器件的研究刚刚起步，相关的研究并不多见，在过去的研究中，研究人员尝试了包括衍射光栅、光子晶体、介电限域等离子体波导和硅基波导等在内的多种不同复杂结构来设计波长灵敏型光子学元器件。但是，上述波长灵敏型光子学元器件都是基于无机半导体材料，而无机半导体材料的机械性能较差，尤其是弹性和柔韧性，限制了其应用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种光波导异质结及其制备方法和光学元器件，该光波导异质结采用透明高分子聚合物作为载体，可实现光波导过程中的波长转换，具有良好的机械性能。本专利技术的具体技术方案如下：一种光波导异质结，包括第一微米线和第二微米线；所述第一微米线和所述第二微米线拼接和/或连接，所述第一微米线和所述第二微米线均由透明高分子聚合物制得，所述第一微米线和所述第二微米线分别掺杂有第一荧光染料和第二荧光染料；所述第一荧光染料的发射光谱与所述第二荧光染料的吸收光谱相匹配。优选的，所述第二微米线的条线为两条以上。优选的，所述光波导异质结的结构为T型、半卅字型、H型或六字型。优选的，所述第一荧光染料在所述第一微米线的掺杂量为所述第二荧光染料在所述第二微米线的掺杂量为优选的，所述第一荧光染料选自5(6)-羧基荧光素、花菁染料Cy3、香豆素染料、染料FITC和/或染料AlexaFluor488；所述第二荧光染料选自罗丹明6G、尼罗红、染料R-Phycoerythrin、染料PE-eFluor610和/或染料eFluor605NC。优选的，所述透明高分子聚合物选自聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基戊烯、聚酰胺和/或聚碳酸酯。优选的，所述第一微米线的直径为1μm～100μm；所述第一微米线的长度为20μm～1000μm。优选的，所述第二微米线的直径为1μm～100μm；所述第二微米线的长度为20μm～1000μm。本专利技术还提供了一种光波导异质结的制备方法，包括以下步骤：将第一荧光染料和第二荧光染料分别溶于透明高分子聚合物溶液中，再纺丝得到第一微米线和第二微米线，然后将所述第一微米线和所述第二微米线进行拼接和/或连接，得到光波导异质结。本专利技术还提供了一种光学元器件，包括：上述技术方案所述光波导异质结或上述技术方案所述制备方法制得的光波导异质结。综上所述，本专利技术提供了一种光波导异质结，包括第一微米线和第二微米线；所述第一微米线和所述第二微米线拼接和/或连接，所述第一微米线和所述第二微米线均由透明高分子聚合物制得，所述第一微米线和所述第二微米线分别掺杂有第一荧光染料和第二荧光染料；所述第一荧光染料的发射光谱与所述第二荧光染料的吸收光谱相匹配。本专利技术中，第一荧光染料的发射光谱与第二荧光染料的吸收光谱相匹配，激发光激发该光波导异质结的第一微米线中第一荧光染料发第一荧光后，第一荧光在第一微米线中以导波形式传输，在第一微米线和第二微米线的结点处，第一荧光可进入第二微米线激发第二荧光染料发出第二荧光，第二荧光在第二微米线的端部输出，实现光波导过程中的波长转换，并且，光波导过程中的波长转换为单向转换，本专利技术首次基于透明高分子聚合物得到光波导异质结，使得该光波导异质结机械性能优良，材料来源丰富，第一荧光染料和第二荧光染料在透明高分子聚合物中相容性好方便掺杂，该光波导异质结在光学元器件中有很大的应用前景。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本专利技术实施例1中第一微米线和第二微米线的制备流程示意图；图2为本专利技术实施例2中制备得到的四种光波导异质结的显微镜图，其中，(a)光波导异质结结构为T型，(b)光波导异质结结构为半卅字型，(c)光波导异质结结构为H型，(d)光波导异质结结构为六字型；图3为本专利技术实施例2中制备的四种光波导异质结的荧光显微镜图，其中，(a)光波导异质结结构为T型，(b)光波导异质结结构为半卅字型，(c)光波导异质结结构为H型，(d)光波导异质结结构为六字型；图4为本专利技术实施例2制备得到的四种光波导异质结用聚焦激光激发光波导异质结中第一微米线时的发光图，其中，(a)光波导异质结结构为T型，(b)光波导异质结结构为半卅字型，(c)光波导异质结结构为H型，(d)光波导异质结结构为六字型；图5为本专利技术实施例2中制备得到的四种光波导异质结的第一微米线输入端和第二微米线输出端的荧光光谱，其中，(a)、(b)和(d)光波导异质结中第一微米线输入端为第一微米线的端点，(c)光波导异质结中第一微米线输入端为第一微米线的中点。具体实施方式本专利技术提供了一种光波导异质结及其制备方法和光学元器件，该光波导异质结采用透明高分子聚合物作为载体，可实现光波导过程中的波长转换，具有良好的机械性能。下面将对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种光波导异质结，包括第一微米线和第二微米线；第一微米线和第二微米线拼接和/或连接，第一微米线和第二微米线均由透明高分子聚合物制得，第一微米线和第二微米线分别掺杂有第一荧光染料和第二荧光染料；第一荧光染料的发射光谱与第二荧光染料的吸收光谱相匹配。本专利技术中，第一荧光染料的发射光谱与第二荧光染料的吸收光谱相匹配，激发光激发该光波导异质结的第一微米线中第一荧光染料发第一荧光后，第一荧光在第一微米线中以导波形式传输，在第一微米线和第二微米线的结点处，第一荧光可进入第二微米线激发第二荧光染料发出第二荧光，第二荧光在第二微米线的端部输出，实现光波导过程中的波长转换，并且，光波导过程中的波长转换为单向转换，本专利技术首次基于透明高分子聚合物得到光波导异质结，使得该光波导异质结机械性能优良，材料来源丰富，第一荧光染料和第二荧光染料在透明高分子聚合物中相容性好方便掺杂，该光波导异质结在光学元器件中有很大的应用前景。本专利技术中，第二微米线的条线为两条以上，第一微米线作为主干，第二微米线作为分支。进一步的，光波导异质结的结构为T型、半卅字型、H型或六字型。需要说明的是，光波导异质结的结构还可为其它形式，此处不做具体限定。本专利技术中，第一荧光染料在第一微米线的掺杂量为第二荧光染料在第二微米线的掺杂量为本专利技术中，第一荧光染料选自5(6)-羧基荧光素、花菁染料Cy3、香豆素染料、染料FITC和/或染本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光波导异质结，其特征在于，包括第一微米线和第二微米线；/n所述第一微米线和所述第二微米线拼接和/或连接，所述第一微米线和所述第二微米线均由透明高分子聚合物制得，所述第一微米线和所述第二微米线分别掺杂有第一荧光染料和第二荧光染料；/n所述第一荧光染料的发射光谱与所述第二荧光染料的吸收光谱相匹配。/n

【技术特征摘要】
1.一种光波导异质结，其特征在于，包括第一微米线和第二微米线；
所述第一微米线和所述第二微米线拼接和/或连接，所述第一微米线和所述第二微米线均由透明高分子聚合物制得，所述第一微米线和所述第二微米线分别掺杂有第一荧光染料和第二荧光染料；
所述第一荧光染料的发射光谱与所述第二荧光染料的吸收光谱相匹配。


2.根据权利要求1所述的光波导异质结，其特征在于，所述第二微米线的条线为两条以上。


3.根据权利要求1所述的光波导异质结，其特征在于，所述光波导异质结的结构为T型、半卅字型、H型或六字型。


4.根据权利要求1所述的光波导异质结，其特征在于，所述第一荧光染料在所述第一微米线的掺杂量为
所述第二荧光染料在所述第二微米线的掺杂量为


5.根据权利要求1所述的光波导异质结，其特征在于，所述第一荧光染料选自5(6)-羧基荧光素、花菁染料Cy3、香豆素染料、染料FITC和/或染料AlexaFluor488；
所述第二荧光染料选自罗丹明6G、尼罗红、染料R-Phycoery...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏宏燕，谢康，陈廷阔，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44