【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于热量传输的，尤其涉及一种基于布拉格堆叠的一维光子晶体热波导及应用。
技术介绍
1、当今社会对光电子设备的要求质量轻便,携带方便,柔性透明和集成度一体化程度越来越高的要求,使得各种光电子产品也向薄、轻、小的方向快速发展，这非常容易造成光电子产品表面温度升高。由于光电子器件非常需要一个相对低温的环境才能可靠运行，以提高光电子器件内部各种元器件的使用寿命，因此电子产品的散热成为一个很突出的问题。特别是目前各种光电子设备都存在一个共同的问题，那就是散热问题，过高的温度会导致电子元器件性能下降，会导致光电子器件中光学部件的老化，导致整个光电系统不稳定，会严重阻碍到光电子器件整个行业的发展进程。因此，散热问题在设计大规模集成电路和封装电子设备尤其是光电子器件的过程中亟待解决。
2、近几十年来，光子晶体创造了许多新颖的应用。利用布拉格反射的基本原理，可以在光子晶体内产生周期电位，这些晶体可以在其状态密度(dos)谱内产生完整的光子带隙，也就是光的传播频率范围，即电磁波无论传播方向如何，都不允许在光子晶体内部通过。如果带隙频率范围与活性材料的发射带宽重叠，则可以增强或抑制特定频率范围内的电磁波，对这些电磁波的操纵在光学元件的集成和小型化中起着基本和必要的作用。现代光子应用需要更宽的带隙，通过增加一维光子晶体内两种介电材料的折射率对比度，利用周期性层状介质两种方法可以拓宽带隙。20世纪80年代末和90年代初，理论和实验证明了带隙的存在。光子晶体的发展推动研究人员通过光子结构操纵电磁热辐射，因为热发射是另一种类型的热强迫自
技术实现思路
1、针对以上技术问题，本专利技术利用一维光子晶体，提出一种基于布拉格堆叠的一维光子晶体热波导及应用，实现增强热辐射在波导核心内传播，阻止热辐射扩散到波导外，可将该波导应用在光电子器件的散热和疏导，将光电子器件的热量借助波导传输到器件外面。
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
3、一种基于布拉格堆叠的一维光子晶体热波导，包括沿波导轴向延伸的芯区，和在所述芯区周围的气隙层，以及包裹所述气隙层的布拉格堆叠层，所述芯区内设置热源，所述布拉格堆叠层为高折射率材料和低折射率材料的光子晶体周期性交替层；
4、所述布拉格堆叠层限制所述热源在所述气隙层的热辐射径向传输，而使其沿所述热波导的轴向传输。
5、优选地，所述气隙层的厚度为0-20μm，在该范围内的气隙层厚度增加，芯区内的热辐射强度增强，从而处在光子带隙内的频率发射强度越强。
6、优选地，所述光子晶体的晶格常数为1-30μm，光子晶体的晶格常数在此范围内时，可获得一个较宽的光子带隙，依此光子带隙的频率对应热辐射的频率，从而在该光子带隙范围内的一维光子晶体波导可以对热辐射起到隔热作用。
7、优选地，所述布拉格堆叠层为高折射率和低折射率材料的光子晶体周期性交替层，通过设计高折射率材料和低折射率材料的光子晶体周期性交替层，当电磁波传输呈指数下降时，会形成四分之一波叠加的介质镜，这样电磁热波就不能透过设计的波导核心。
8、上述的基于布拉格堆叠的一维光子晶体热波导在控制热量传输方面的应用，应用于光电子器件的散热，将电子器件发射源位于热波导的芯区，利电子器件发热的热量限制在沿波导的轴向传输，从而传输到器件外面，达到散热的目的。
9、本专利技术由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
10、本专利技术提供的基于布拉格堆叠的一维光子晶体热波导，将光子晶体应用于控制热能传输控制在沿波导传输，将热源设置在波导芯区，在波导芯区和光子晶体之间设置气隙层，可增强芯区内的热源以热辐射向外传播热量，从而采用光子晶体阻隔热源向外发射的电磁波，进而将热量限制在光子晶体层内，达到隔热的目的；而在气隙层外设置高低折射率的光子晶体周期交替的布拉格堆叠层，可获得更宽的光子带隙，使布拉格堆叠层层内有足够的光子带隙来捕获电磁波，从而使热源的热量传输限制在波导内，只能以波导的轴线进行传输。
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1.一种基于布拉格堆叠的一维光子晶体热波导，其特征在于，包括沿波导轴向延伸的芯区，和在所述芯区周围的气隙层以及包裹所述气隙层的布拉格堆叠层，所述芯区内设置热源，所述布拉格堆叠层为高折射率和低折射率的光子晶体周期性交替层；
2.根据权利要求1所述的基于布拉格堆叠的一维光子晶体热波导，其特征在于，所述芯区为直径为0.1μm-1mm可调谐微腔。
3.根据权利要求1所述的基于布拉格堆叠的一维光子晶体热波导，其特征在于，所述气隙层的厚度为0-20μm。
4.根据权利要求1所述的基于布拉格堆叠的一维光子晶体热波导，其特征在于，所述布拉格堆叠层的晶格常数为1-30μm。
5.根据权利要求1所述的基于布拉格堆叠的一维光子晶体热波导，其特征在于，所述布拉格堆叠层为高折射率材料和低折射率材料的光子晶体周期性交替层。
6.根据权利要求1所述的基于布拉格堆叠的一维光子晶体热波导，其特征在于，所述气隙层为空气气隙层。
7.一种权利要求1-6任意项所述的基于布拉格堆叠的一维光子晶体热波导在控制热量传输方面的应用。
【技术特征摘要】
1.一种基于布拉格堆叠的一维光子晶体热波导，其特征在于，包括沿波导轴向延伸的芯区，和在所述芯区周围的气隙层以及包裹所述气隙层的布拉格堆叠层，所述芯区内设置热源，所述布拉格堆叠层为高折射率和低折射率的光子晶体周期性交替层；
2.根据权利要求1所述的基于布拉格堆叠的一维光子晶体热波导，其特征在于，所述芯区为直径为0.1μm-1mm可调谐微腔。
3.根据权利要求1所述的基于布拉格堆叠的一维光子晶体热波导，其特征在于，所述气隙层的厚度为0-20μm。
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