[發明專利]一種基于微腔諧振模式的太赫茲指紋檢測靈敏度增強方法

有效

• 申請號: 201710282296.4
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN107064052B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 韓張華;史曉梅
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01N21/3586
• 分類號: G01N21/3586
• 代理公司: 33265 嘉興永航專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 江程鵬

1.一種基于微腔諧振模式的太赫茲指紋檢測靈敏度增強方法，其特征在于，由以下的步驟組成：步驟a、設計用于檢測的微腔諧振結構，微腔諧振結構為一維結構的光子晶體微腔結構，由一缺陷腔長度可調節的中間缺陷空氣層和兩個分別位于中間缺陷空氣層兩側的周期性布拉格反射鏡構成，所述中間缺陷空氣層作為物質指紋檢測的加載區域，所述微腔諧振結構具有微腔缺陷模式，所述微腔缺陷模式為太赫茲波通過一側的布拉格反射鏡垂直入射后，在中間缺陷空氣層內來回反射形成的高品質因子諧振模式；步驟b、將待檢測物質加載在微腔諧振結構中，測試并記錄待檢測物質在微腔諧振結構內的太赫茲透射譜；步驟c、通過分析太赫茲透射譜的透過率判斷目標物質是否存在，所述步驟a中，首先選取目標物質其中一項特征吸收頻率f₀，然后設計微腔諧振結構，該微腔諧振結構的諧振頻率處于f₀，所述步驟b中的太赫茲透射譜為微腔諧振結構在f₀附近的太赫茲透射譜，所述步驟c中，當太赫茲透射譜的缺陷模式透過率出現衰減且無明顯頻移時，說明目標物質存在；當缺陷模式透射率只是出現頻移而無明顯衰減時，說明待檢測物質并非目標物質。

2.根據權利要求1所述的基于微腔諧振模式的太赫茲指紋檢測靈敏度增強方法，其特征在于，兩個所述布拉格反射鏡的結構相同，且兩個所述布拉格反射鏡左右對稱設置在中間缺陷空氣層的兩側。

3.根據權利要求2所述的基于微腔諧振模式的太赫茲指紋檢測靈敏度增強方法，其特征在于，所述布拉格反射鏡由兩種不同的材料交替堆砌構成，且兩種材料之間形成高折射率對比層。

4.根據權利要求3所述的基于微腔諧振模式的太赫茲指紋檢測靈敏度增強方法，其特征在于，所述布拉格反射鏡由高阻硅層和空氣層交替排列構成高折射率對比層，且兩個布拉格反射鏡與中間缺陷空氣層組成法布里-玻羅諧振腔結構。

5.根據權利要求1所述的基于微腔諧振模式的太赫茲指紋檢測靈敏度增強方法，其特征在于，所述步驟a中的微腔諧振結構為基于Si材料的片上環形或法布里玻羅型。

6.根據權利要求1或2或5所述的基于微腔諧振模式的太赫茲指紋檢測靈敏度增強方法，其特征在于，所述步驟b中，首先檢測并記錄微腔諧振結構在加載待檢測物質前后的太赫茲透過率；所述步驟c中通過比較加載有待檢測物質的微腔諧振結構的變化來識別目標物質的有無。

7.根據權利要求6所述的基于微腔諧振模式的太赫茲指紋檢測靈敏度增強方法，其特征在于，所述步驟c中判斷目標物質存在后，通過計算透射譜的峰值透過率的衰減程度計算目標物質的加載量，透射譜的峰值透過率和目標物質的加載量相關，本方法在實現加載物質的種類識別同時，還能在加載物質與目標物質一致時實現對其定量分析。