[發(fā)明專利]基于石墨烯表面波的高靈敏多光束折射率探測(cè)裝置和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711219140.8
• 申請(qǐng)日: 2017-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN108088815A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邢飛;閆立群
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京碳世紀(jì)科技有限公司;邢飛
• 主分類號(hào): G01N21/41
• 分類號(hào): G01N21/41
• 代理公司: 成都頂峰專利事務(wù)所(普通合伙) 51224
• 代理人: 楊俊華

1.一種基于石墨烯表面波的高靈敏多光束折射率探測(cè)裝置，其特征在于，包括探測(cè)光源裝置、基于石墨烯的折射率探頭、信息光束提取裝置、光電探測(cè)器、數(shù)據(jù)采集芯片和計(jì)算機(jī)，所述探測(cè)光源裝置發(fā)出有沿周向均勻間隔分布的多條光束，光束為s偏振光或者包含s偏振分量的光；

所述折射率探頭用于接收多條光束以在石墨烯上分別形成探測(cè)窗口，通過(guò)石墨烯對(duì)表面波的吸收變化以反映待測(cè)樣品的折射率變化，并將帶有折射率信息的各條反射光進(jìn)一步分別反射至多個(gè)對(duì)應(yīng)的所述信息光束提取裝置中；

各個(gè)信息光束提取裝置分別接收帶有折射率信息的各條反射光，且在各條反射光中進(jìn)一步提取出各條s偏振光分量光束；各條s偏振光分量光束分別進(jìn)入至設(shè)于對(duì)應(yīng)位置上的多個(gè)所述光電探測(cè)器，各個(gè)光電探測(cè)器分別將接收到的光強(qiáng)度值轉(zhuǎn)換為電壓值且各個(gè)光電探測(cè)器分別電連接有數(shù)據(jù)采集芯片，各個(gè)數(shù)據(jù)采集芯片分別與所述計(jì)算機(jī)電連接；

所述折射率探頭包括由下至上依次連接的耦合棱鏡、透明基底和結(jié)合于透明基底表面上的石墨烯膜，所述石墨烯膜的表面連接有樣品槽，且樣品槽的內(nèi)部填充有待測(cè)樣品，待測(cè)樣品與石墨烯膜的表面直接接觸；所述樣品槽的一端部可拆卸連接有聲波發(fā)生裝置，另一端部開設(shè)有多個(gè)通孔，各個(gè)通孔沿周向均勻間隔分布且分別與各條光束一一對(duì)應(yīng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯表面波的高靈敏多光束折射率探測(cè)裝置，其特征在于，所述樣品槽為喇叭狀結(jié)構(gòu)，且樣品槽的大端部設(shè)有所述通孔，小端部螺紋連接有套筒，套筒上密封連接有所述聲波發(fā)生裝置且套筒與樣品槽的小端部之間設(shè)有密封圈。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯表面波的高靈敏多光束折射率探測(cè)裝置，其特征在于，所述探測(cè)光源裝置提供的光束為線偏振、圓偏振或橢圓偏振，光源的波長(zhǎng)為單一波長(zhǎng)、多波長(zhǎng)或?qū)拵РㄩL(zhǎng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于石墨烯表面波的高靈敏多光束折射率探測(cè)裝置，其特征在于，所述的聲波發(fā)生裝置為聲波發(fā)生器或揚(yáng)聲器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯表面波的高靈敏多光束折射率探測(cè)裝置，其特征在于，所述石墨烯膜通過(guò)化學(xué)氣相沉積方法、機(jī)械剝離方法、分子束外延法或氧化還原方法獲得。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯表面波的高靈敏多光束折射率探測(cè)裝置，其特征在于，所述的耦合棱鏡為D形棱鏡、梯形棱鏡或三角形棱鏡。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯表面波的高靈敏多光束折射率探測(cè)裝置，其特征在于，所述探測(cè)光源裝置包括沿周向均勻間隔分布的多個(gè)激光器，所述各個(gè)激光器的出光口前方均依次設(shè)有準(zhǔn)直器、偏振片和1/2波片。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯表面波的高靈敏多光束折射率探測(cè)裝置，其特征在于，所述信息光束提取裝置包括光束衰減器和偏振提取裝置，所述偏振提取裝置為偏振片、偏振分光棱鏡或偏振提取器。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯表面波的高靈敏多光束折射率探測(cè)裝置，其特征在于，所述折射率探頭和各個(gè)探測(cè)光源裝置之間均設(shè)置透鏡以聚焦光束。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯表面波的高靈敏多光束折射率探測(cè)裝置，其特征在于，所述石墨烯膜的厚度為0.34nm-100nm。