[发明专利]利用非辐射能量传递的光学元件

权利要求书

1.一种光学元件，其具有用于接收光能或用于发送光能的一表面，所述光学元件包含：

一电子结构，具有一能量传递区域，其中所述电子结构呈现一与其能量相关联的电子能带间隙；

一腔室，从所述元件表面延伸穿过所述电子结构并穿透所述能量传递区域，所述腔室具有一预定的截面形状，并通过一个或多个对应的侧壁从所述元件表面延伸穿过所述电子结构；及，

一光响应性粒子，排列在其中一个所述腔室侧壁上，且所排列的空间位置紧邻所述能量传递区域，所述光响应性粒子适于：

经由所述腔室吸收从所述元件表面接收的光能，及经由所述腔室向所述元件表面发射光能；及，

使用一非辐射能量传递机制与所述能量传递区域传递能量，

其中通过非接触性偶极-偶极相互作用，所述光响应性粒子所吸收的光能经由所述能量传递区域以非辐射形式传递给所述电子结构，或者，其中通过非接触性偶极-偶极相互作用，经由所述能量传递区域从所述电子结构以非辐射形式传递给所述光响应性粒子的能量被所述光响应性粒子以光能形式发射。

2.根据前面的任一权利要求所述的光学元件，其中多个光响应性粒子排列在其中一个所述腔室侧壁或多个所述腔室侧壁上，所排列的空间位置紧邻所述能量传递区域。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的光学元件，其中所述电子结构包含一外延结构。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的光学元件，其中所述电子结构包含至少一个p-n结，所述p-n结具有一位于所述能量传递区域附近的空乏区。

5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的光学元件，其中所述电子结构包含一半导体异质结构，所述半导体异质结构包括一个量子阱或多个量子阱，所述量子阱在所述能量传递区域附近提供高迁移率电荷转移。

6.根据权利要求5所述的光学元件，其中所述或每一光响应性粒子所排列的空间位置紧邻所述一个量子阱或多个量子阱。

7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的光学元件，其中所述电子结构包含一直接能带间隙半导体材料。

8.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的光学元件，其中所述电子结构包含一间接能带间隙半导体材料。

9.根据前面的任一权利要求所述的光学元件，其中所述或每一光响应性粒子包含一直接能带间隙半导体材料且具有一明确定义的形状。

10.根据权利要求9所述的光学元件，其中所述或每一光响应性粒子包含一量子点。

11.根据权利要求9所述的光学元件，其中所述或每一光响应性粒子包含一量子棒。

12.根据权利要求1至9中任一权利要求所述的光学元件，其中所述或每一光响应性粒子包含一磷光体。

13.根据前面的任一权利要求所述的光学元件，其中所述或每一光响应性粒子包含一胶状纳米粒子。

14.根据权利要求1至13中任一权利要求所述的光学元件，其中所述腔室的一个侧壁或多个侧壁延伸穿过与所述元件表面垂直的所述电子结构。

15.根据权利要求1至13中任一权利要求所述的光学元件，其中所述腔室的一个侧壁或多个侧壁是锥形。

16.根据权利要求1至13中任一权利要求所述的光学元件，其中所述腔室的一个侧壁或多个侧壁是曲面。

17.根据前面的任一权利要求所述的光学元件，其中所述腔室的预定截面形状是一规则的形状。

18.根据前面的任一权利要求所述的光学元件，其中所述腔室的预定截面形状是使其周长最优化的一形状。

19.根据权利要求18所述的光学元件，其中所述预定截面形状是一螺旋形。

20.根据权利要求18所述的光学元件，其中所述预定截面形状是一星形。

21.根据权利要求18至20中任一权利要求所述的光学元件，其中，沿其边界，所述预定截面形状是分形。