專利名稱：一種光學(xué)偏振光源裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種光學(xué)器件及其制造方法，特別是關(guān)于一種光學(xué)偏振光源裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
在光學(xué)領(lǐng)域中，常采用偏光元件吸收或反射自然光中某一方向的振動而獲得偏振光，因而偏光元件有吸收與反射型。
姜開利等人在文獻nature 419，801(24 Oct 2002)，Spinning continuouscarbon nanotube yarns一文中提到一種偏光元件，其制造方法如下首先在超順(superaligned)的碳納米管陣列中抽出碳納米管線，然后將其平行排配于一透明基板。此碳納米管線由一系列大致平行的碳納米管構(gòu)成，由于范德華力的作用，碳納米管首尾連接在一起而形成碳納米管線。此偏光元件可對紫外及波長大于紫外的光進行偏光，其對紫外范圍的光的偏光度可達0.92。當光波入射時，振動方向平行于碳納米管長度方向的光被吸收，垂直于碳納米管長度方向的光能透過，所以透射光成為線偏振光。
然而在業(yè)界卻沒有一種直接提供偏振光源的裝置。

發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)中沒有直接提供偏振光源的裝置的問題，本發(fā)明目的在于提供一種光學(xué)偏振光源裝置。
本發(fā)明另一目的在于提供一種光學(xué)偏振光源裝置的制造方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，提供一種光學(xué)偏振光源裝置，其包括至少一碳納米管束，及與該碳納米管束相連接的電極。
本發(fā)明還提供了一種制造上述光學(xué)偏振光源裝置的方法，其包括(1)沉積催化劑于一基底；(2)在預(yù)定溫度下，使保護氣體和碳源氣的混合氣體與催化劑接觸，使得至少一碳納米管束從催化劑區(qū)域長出；(3)取下至少一碳納米管束，將其連接于電極。
本發(fā)明的進一步改進在于，步驟(1)包括通過掩模板用電子束蒸發(fā)法在基底上形成一層5nm厚的、具有規(guī)則圖案的催化劑層-鐵層。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供了一種直接提供偏振光源的裝置及其制造方法。

圖1是本發(fā)明的光學(xué)偏振光源裝置的示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
請參閱圖1，本發(fā)明提供一種偏振光源裝置，其包括一碳納米管束204和與此碳納米管束兩端相接觸的電極206。此碳納米管束204的長度為600μm。上述電極206的制造材料為金，用于連接電源，其中每一電極還包括一金線，此金線分別壓入碳納米管束的兩端，然后用超聲波壓焊線機(Ultrasonic WireBonder)將其連接于金電極。當偏振光源裝置的電極接上電源時，碳納米管束發(fā)出偏振白熾光，偏振光的偏振方向與碳納米管束的軸向方向平行。
由于碳納米管是一維納米材料，具有軸向?qū)щ娦裕娮拥囊苿颖幌薅ㄔ谔技{米管軸向方向。電阻加熱的燈絲發(fā)光是由移動電子的發(fā)光而產(chǎn)生，與燈絲類似，當碳納米管束204通以電流時，碳納米管束204發(fā)出白熾光。由于電子的移動被限定在碳納米管軸向方向，使得碳納米管發(fā)出的光為偏振方向平行于碳納米管軸向的偏振光。此現(xiàn)象可用以下等式的推導(dǎo)得到檢證Eα=ec[n×(n×β)R]ret]]>其中Eα表示發(fā)出光的電場矢量，e表示電子電量，c表示電容，n表示觀察碳納米管束204發(fā)出光的觀察方向的單位矢量，β表示電子加速度矢量，其方向為碳納米管束204軸向方向，R表示觀察碳納米管束204發(fā)出光的觀察點與碳納米管束204中的移動電子之間的距離，下標ret表示延遲電位。由于觀察方向垂直于電子加速度矢量，上述等式可得Eα=-ec(βR)ret]]>由此等式可得，出射光的電場矢量Eα平行于碳納米管束204的軸向方向，也即從電阻加熱的碳納米管束204中發(fā)出的光為偏振方向與碳納米管束204軸向方向平行的偏振光。
制造上述偏振光源裝置，本發(fā)明提供以下一種方法步驟1制備碳納米管束204，具體過程如下。
提供一基底，然后通過掩模板用電子束蒸發(fā)法在基底上形成一層5nm厚的、具有規(guī)則圖案的催化劑層-鐵層，然后將沉積有鐵的基底在空氣中300℃～500℃退火，然后將基底放在石英反應(yīng)舟里送入石英管反應(yīng)爐的中央反應(yīng)室中，在氬氣的保護下，將反應(yīng)爐加熱到700℃后，通入乙炔，碳納米管束204在催化劑區(qū)域長出。所得碳納米管束204的長度為600μm，橫截面積大約等于催化劑區(qū)域的面積。碳納米管束204中的碳納米管有序地平行排列，每單根碳納米管皆可看作長度為600μm的超長分子。
另外生長碳納米管束204時也可用其它保護氣體，如氮氣、氦氣等來代替氬氣作為保護氣使用，也可用其它過渡金屬，如鈷，鎳等代替鐵作為催化劑使用，也可用其它碳源氣，如甲烷，乙烯等代替乙炔作為碳源氣使用。
步驟2將碳納米管束204與電極接合。取一根碳納米管束204，用兩金線分別壓入碳納米管束204兩端，然后用超聲波壓焊線機將金線接合于金電極。
所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白，為提高本發(fā)明的偏振光源裝置的發(fā)光強度，可將至少兩根碳納米管束204平行排配，然后在其兩端連接電極206而構(gòu)成一偏振光源裝置。同樣也可以將單根碳納米管的兩端連接電極206而構(gòu)成一偏振光源裝置。
盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白，在形式上和細節(jié)上可以對本發(fā)明做出各種變化，而不會脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)偏振光源裝置，其特征在于，包括至少一碳納米管束及與該碳納米管束相連接的電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)偏振光源裝置，其特征在于上述碳納米管束的長度為600μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)偏振光源裝置，其特征在于上述電極的制造材料為金。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)偏振光源裝置，其特征在于上述每一電極還包括一金線，此金線壓入碳納米管束的端部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)偏振光源裝置，其特征在于上述碳納米管束包括至少二根基本平行的碳納米管。
6.一種光學(xué)偏振光源裝置，其特征在于，包括一碳納米管及與該碳納米管相連接的電極。
7.一種制造如權(quán)利要求1所述的光學(xué)偏振光源裝置，其特征在于包括下列步驟(1)沉積催化劑于一基底；(2)在預(yù)定溫度下，使保護氣體和碳源氣的混合氣體與催化劑接觸，使得至少一碳納米管束從催化劑區(qū)域長出；(3)取下至少一碳納米管束，將其連接于電極。
8.根椐權(quán)利要求7所述的制造光學(xué)偏振光源裝置的方法，其特征在于步驟(1)中所用催化劑可選擇鐵、鈷或鎳。
9.根椐權(quán)利要求7所述的制造光學(xué)偏振光源裝置的方法，其特征在于步驟(1)包括通過掩模板用電子束蒸發(fā)法在基底上形成一層5nm厚的、具有規(guī)則圖案的催化劑層-鐵層。
10.根椐權(quán)利要求7所述的制造光學(xué)偏振光源裝置的方法，其特征在于步驟(1)后將沉積有催化劑的基底在溫度300～500℃下熱處理。
11.根椐權(quán)利要求7所述的制造光學(xué)偏振光源裝置的方法，其特征在于步驟(2)中的預(yù)定溫度為700℃。
12.根椐權(quán)利要求7所述的制造光學(xué)偏振光源裝置的方法，其特征在于步驟(2)之前，通入氬氣體。
13.根椐權(quán)利要求7所述的制造光學(xué)偏振光源裝置的方法，其特征在于上述碳源氣為乙炔，保護氣體為氬氣體。
14.根椐權(quán)利要求7所述的制造光學(xué)偏振光源裝置的方法，其特征在于步驟(3)包括將兩金線分別壓入碳納米管束的兩端，然后用超聲波壓焊線機將金線接合于金電極。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種光學(xué)偏振光源裝置及其制造方法。此光學(xué)偏振光源裝置，包括至少一碳納米管束，及與該碳納米管束相連接的電極。上述碳納米管束的長度為600μm。當偏振光源裝置的電極接上電源時，碳納米管束發(fā)出偏振白熾光，偏振光的偏振方向平行于碳納米管束的軸向。本發(fā)明還提供了一種制造上述光學(xué)偏振光源裝置的方法，其包括(1)沉積催化劑于一基底；(2)在預(yù)定溫度下，使保護氣體和碳源氣的混合氣體與催化劑接觸，使得至少一碳納米管束從催化劑區(qū)域長出；(3)取下至少一碳納米管束，將其連接于電極。
文檔編號H01K1/06GK1530670SQ03113920
公開日2004年9月22日 申請日期2003年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月11日
發(fā)明者鵬 李, 李鵬, 姜開利, 李群慶, 范守善 申請人:清華大學(xué), 鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司