[發(fā)明專利]一種角度依賴的光子晶體氫氣傳感器的測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610013901.3
• 申請日: 2016-01-11
• 公開（公告）號: CN105424656B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設計）人: 周平偉;朱禮國;杜良輝;翟召輝;李江;鐘森城;王德田;劉喬;孟坤
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院流體物理研究所
• 主分類號: G01N21/59
• 分類號: G01N21/59
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 詹永斌

1.一種角度依賴的光子晶體氫氣傳感器的測試方法，其特征在于：

所述傳感器包括激光光源、光子晶體探頭和探測器，所述激光光源經過準直器準直成平行光后入射到光子晶體探頭，光子晶體探頭背面設置探測器，所述激光光源與探測器為連動式，所述光子晶體探頭包括在石英表面生長的二氧化鈦脊型光子晶體，所述二氧化鈦脊型光子晶體側面生長有一層鈀基合金；

將所述光子晶體探頭置于待測環(huán)境中，平行光源以固定角度入射在傳感器表面，固定角度為光子晶體共振角度，使得TM模透射系數(shù)為0%，鈀基合金吸附氫氣后體積會發(fā)生膨脹，從而拉伸光子晶體，改變其周期，使得其共振角度向大角度方向移動，逐漸偏離入射角度，在入射角度處TM模的透射系數(shù)逐漸增大，因此，通過對透射光強的測量，可以實現(xiàn)對待測環(huán)境中氫氣濃度的檢測。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種角度依賴的光子晶體氫氣傳感器的測試方法，其特征在于所述固定角度由光子晶體周期、二氧化鈦的厚度與二氧化鈦的脊型高度決定。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種角度依賴的光子晶體氫氣傳感器，其特征在于所述準直后的激光以固定入射角度入射到光子晶體探頭上。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種角度依賴的光子晶體氫氣傳感器，其特征在于所述固定入射角度為光子晶體共振角度。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種角度依賴的光子晶體氫氣傳感器，其特征在于在準直后的激光在光子晶體共振角度下的TM模透射系數(shù)為0%。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種角度依賴的光子晶體氫氣傳感器，其特征在于所述光子晶體探頭中光子晶體的周期、二氧化鈦層的厚度與二氧化鈦層脊型的高度在可見光波段可調。

7.根據(jù)權利要求6所述的一種角度依賴的光子晶體氫氣傳感器，其特征在于所述光子晶體的周期為400納米，二氧化鈦層的厚度為150納米至180納米，二氧化鈦層的脊型高度為15納米至50納米。

8.根據(jù)權利要求1所述的一種角度依賴的光子晶體氫氣傳感器，其特征在于所述鈀基合金或為鈀金合金，或為鈀釔合金。

9.根據(jù)權利要求8所述的一種角度依賴的光子晶體氫氣傳感器，其特征在于所述鈀基合金的厚度為10納米至100納米。