加热式窄波段红外光发射装置制造方法及图纸

本发明专利技术是加热式窄波段红外光发射装置。在一些示例中，红外光发射装置具有被顶部和底部光学层夹在中间的加热层，所述光学层仅允许窄带红外光通过。可以在底部光学层的下方进一步设置反射层。这种配置极大地减少了能量损失，并且可以使用简单和低成本的方法来制造。并且可以使用简单和低成本的方法来制造。并且可以使用简单和低成本的方法来制造。

【技术实现步骤摘要】
Letters 96,191102(2010),doi:10.1063/1.3425899； [5]O.Morohara et al.High
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efficiency AlInSb mid
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infrared LED withdislocation filter layers for gas sensors,Journal of Crystal Growth 518(2019)14
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17；[6]R.J.Ricker et al.,Broadband mid
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infraredsuperlattice light
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emitting diodes,Journal of Applied Physics 121, 185701(2017),doi:10.1063/1.4983023.。

技术实现思路

[0007]本专利技术的一个方面利用加热层和滤光波带的选择来实现相对低成本和 易于操作的窄带红外光发射。
[0008]在一些范例中，施加电流以加热由顶部和底部光学层夹在中间的加热 层，所述光学层仅允许窄带红外光通过。由于加热温度通常低于摄氏 2000℃，因此发射光的波长通常高于2μm。然后能量也被分布在整个光谱 上。在此，本专利技术利用顶部和底部光学层两者来选择所欲通过的窄带红外 光，同时将其他波长的光反射回加热层或加热导线。借此，可大幅减少能 量损失。仅会损失穿过光学层的窄带红外光的能量(由于向外部发射)。因 此，加热层或加热导线可以保持在高温而无需输入大量的电力。借此，发 射光谱为窄带，并且红外光发射装置的功耗很低。另外，加热层或加热导 线可以由诸如钨(W)或铝(Al)等的普通材料制成，因此容易制造并且成本 低。相较之下，激光泵浦光参量过程需要昂贵的激光器和非线性晶体。而 且，量子级联激光器需要某些材料的昂贵成长，因此成本很高。
[0009]本专利技术的另一方面提供了一种红外光发射装置，其较佳地包含基板、 形成在该基板上的第一绝缘层、形成在该第一绝缘层上的加热层、形成在 该加热层上的第二绝缘层，以及形成在该第二绝缘层上红外光发射器。红 外光发射器包含形成在该第二绝缘层上的第一金属结合层、形成在该第一 金属结合层上的下金属层、形成在该下金属层上的第二金属结合层、形成 在该第二金属结合上的介电层、形成在该介电层上的第三金属结合层、形 成在该第三金属结合层上的上金属层，以及形成在该上金属层上的第四金 属结合层。
附图说明
[0010]图1为根据本专利技术第一实施例的红外光发射装置1的示意图。
[0011]图2A为根据本专利技术第二实施例的红外光发射装置2的示意图。
[0012]图2B为根据本专利技术第三实施例的红外光发射装置3的示意图。
[0013]图3A为根据本专利技术一个实施例中第一波段滤光器11和第二波段滤光器 12的配置示意图。
[0014]图3B为根据本专利技术的另一个实施例的第一波段滤光器11和第二波段滤 光器12的配置示意图。
[0015]图4为根据本专利技术一个实施例的栅格图案化的加热层10的俯视图。
[0016]图5为根据本专利技术另一实施例红外光发射装置4的示意侧视图。
[0017]图6A和图6B显示根据图5提供的红外光发射装置的两组测量的温度对 输入功率的曲线。
[0018]图7显示具有如图5所示构造的红外光发射装置的发射光谱。
[0019]【主要元件符号说明】
[0020]1:红外光发射装置
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2:红外光发射装置
[0021]3:红外光发射装置
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4:红外光发射装置
[0022]10:加热层
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11:第一波段滤光器
[0023]12:第二波段滤光器
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13:反射层
[0024]30:高折射率层
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31:低折射率层
[0025]50:基板
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51:第一绝缘层
[0026]52:第二绝缘层
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53:红外光发射器
[0027]58:加热层
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105:水平手指
[0028]312:金属纳米结构/金属带
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101:第一表面
[0029]102:第二表面
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103:正电极
[0030]104:负电极
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121:下表面
[0031]530:下金属层
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531:第一金属结合层
[0032]532:第二金属结合层
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533:第三金属结合层
[0033]534:第四金属结合层
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535:介电层
[0034]536:上金属层
具体实施方式
[0035]以下将详述本案的各实施例，并配合图式作为例示。除了这些详细描 述之外，本专利技术还可以广泛地实行在其他的实施例中，任何该实施例的轻 易替代、修改、等效变化都包含在本案的范围内，并以专利范围为准。在 说明书的描述中，为了使读者对本专利技术有较完整的了解，提供了许多特定 细节；然而，本专利技术可能在省略部分或全部这些特定细节的前提下，仍可 实施。此外，众所周知的程序步骤或元件并未描述于细节中，以避免造成 本专利技术不必要的限制。
[0036]图1为根据本专利技术第一实施例的红外光发射装置1的示意图。参照图1， 用于产生红外光的红外光发射装置1包含加热层10、第一波段滤光器11，以 及第二波段滤光器12。第一波段滤光器11形成在红外光发射装置1的第一表 面101，例如上表面上。第二波段滤光器12形成在加热层10的第二表面102， 例如下表面上。在一个实施例中，第二波段滤光器12被省略，并且可以在 加热层10下方设置一基板(图1未示)。
[0037]在一些实施例中，第一波段滤光器11和第二波段滤光器12均由交替的 高折射率层和低折射率层所组成。第一波段滤光器11选择性地传递具有峰 值波长λ1的波长范围Δλ1的光。第二波段滤光器12选择性地传递与第一 波段滤光器11相同的具有峰值波长λ1的波长范围Δλ1的光。或者，第二 波段滤光器12选择性地传递具有峰值波长λ2的波长范围Δλ2的光。在本 实施例中，同时从红外光发射装置1的顶侧和底侧发射红外光。
[0038]图2A为根据本专利技术第二实施例的红外光发射装置2的示意图。红外光发 射装置2与红外光发射装置1的不同之处在于，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加热式窄波段红外光发射装置，其特征在于，包含：一加热层；第一波段滤光器，形成在该加热层的上表面上；以及第二波段滤光器，形成在该加热层的下表面上；其中，该加热层被加热到一定温度并发出光，该第一波段滤光器选择性传递该光的波长范围Δλ1，该第二波段滤光器选择性传递该光的波长范围Δλ1或波长范围Δλ2。2.根据权利要求1所述的加热式窄波段红外光发射装置，其特征在于，更包含：反射层，形成在该第二波段滤光器的下表面上。3.根据权利要求2所述的加热式窄波段红外光发射装置，其特征在于，该反射层的材质是选自下列群组的其中之一：金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、铂(Pt)。4.根据权利要求2所述的加热式窄波段红外光发射装置，其特征在于，该反射层由交替的高折射率介电层以及低折射率介电层组成。5.根据权利要求1所述的加热式窄波段红外光发射装置，其特征在于，该第一波段滤光器以及该第二波段滤光器均由交替的高折射率层以及低折射率层所组成。6.根据权利要求5所述的加热式窄波段红外光发射装置，其特征在于，该交替的高折射率层以及低折射率层包含交替的Ge/ZnS、Ge/ZnSe、TiO2/SiO2、Si/Al2O3、TiO2/Al2O3、或Si/TiO2层。7.根据权利要求1所述的加热式窄波段红外光发射装置，其特征在于，该第一波段滤光器以及该第二波段滤光器均由周期性布置的金属带所组成。8.根据权利要求1所述的加热式窄波段红外光发射装置，其特征在于，该加热层的材质是选自以下群组的其中之一：钨(W)、氮化钛(TiN)、金(Au)、铝(Al)、掺杂的多晶硅。9.根据权利要求1所述的加热式窄波段红外光发射装置，其特征在于，更包含：正电极以及负电极形成在该加热层的上表面上。10.根据权利要求1所述的加热式窄波段红外光发射装置，其特征在于，该加热层被图案化。11.一种加热式窄波段红外光发射装置，其特征在于，包含：加热层；第一波段滤光器，形成在该加热层的上表面上；以及反射层，形成在该加热层的下表面上；其中，该加热层被加热到一定温度并发出光，该第一波段滤光器选择性地传递该光的波长范围Δλ1。12.根据权利要求11所述的加热式窄波段红外光发射装置，其特征在于，该反射层由交替的高折射率介电层以及低折射率介电层所组成。13.根据权利要求11所述的加热式窄波段红外光发射装置，其特征在于，该第一波段滤光器由交替的高折射率层以及低折射率层所组成。14.根据权利要求13所述的加热式窄波...

【专利技术属性】
技术研发人员：林清富，赵崇华，杨伯川，
申请(专利权)人：台湾奈微光科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：