[发明专利]一种光波导异质结及其制备方法和光学元器件

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

有鉴于此，本发明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。

本发明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Alexa Fluor 488；

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eFluor 605NC。

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。

本发明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。

本发明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。