[發明專利]產生中紅外可調諧等離子激元的切倫科夫輻射方法及裝置

在審

• 申請號: 201811259650.2
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109471210A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 陶金;武霖;劉子晨;尤全;邱英;鄭國興
• 申請（專利權）人: 武漢郵電科學研究院有限公司
• 主分類號: G02B5/00
• 分類號: G02B5/00;G02F1/37;G02B6/122
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 陳銳

1.一種產生中紅外可調諧等離子激元的切倫科夫輻射方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：將經過加速的帶電粒子(2)平行于石墨烯層(3)運動，帶電粒子(2)在運動過程中激發石墨烯層(3)表面的中紅外等離子激元進行傳播；定義中紅外等離子激元的傳輸波矢的垂直方向，與帶電粒子(2)的傳輸方向的夾角為θ，根據需要的θ計算帶電粒子(2)的速度v_e，計算公式為：sinθ＝v_spp/v_e，v_spp為中紅外等離子激元的相速度，根據計算得到的帶電粒子(2)的速度對應調節帶電粒子(2)的加速度。

2.如權利要求1所述的產生中紅外可調諧等離子激元的切倫科夫輻射方法，其特征在于：所述石墨烯層(3)的制作方法為：

S1：在銅膜襯底上鋪設石墨烯樣品層，轉到S2；

S2：將石墨烯樣品層上面涂覆一層PMMA層后，放入腐蝕溶液中浸泡，直至銅膜襯底會完全溶解；銅膜襯底完全溶解后，石墨烯樣品層形成石墨烯薄膜，轉到S3；

S3：將覆蓋有PMMA層放入蒸餾水中漂洗，直至石墨烯薄膜上的腐蝕殘留物清理干凈，轉到S4；

S4：將石墨烯薄膜鋪在石墨烯樣品的刻蝕圖案區域，通過丙酮溶液和異丙醇中將石墨烯薄膜上的PMMA層去除后，形成石墨烯層(3)。

3.一種實現權利要求1或2所述方法的產生中紅外可調諧等離子激元的切倫科夫輻射裝置，包括粒子加速器(1)，其特征在于：該裝置還包括從下至上依次設置的導電襯底層(5)、絕緣介質層(4)、石墨烯層(3)和接地的第一電極(6)，導電襯底層(5)上設置有第二電極(7)；經粒子加速器(1)加速后的帶電粒子(2)的運動方向，與石墨烯層(3)的上表面平行。

4.如權利要求3所述的產生中紅外可調諧等離子激元的切倫科夫輻射裝置，其特征在于：所述導電襯底層(5)選用摻雜硅片。

5.如權利要求4所述的產生中紅外可調諧等離子激元的切倫科夫輻射裝置，其特征在于：所述摻雜硅片的電阻為1～10Ω·cm。

6.如權利要求3所述的產生中紅外可調諧等離子激元的切倫科夫輻射裝置，其特征在于：所述絕緣介質層(4)選用厚度為10～40nm的二氧化硅。

7.如權利要求6所述的產生中紅外可調諧等離子激元的切倫科夫輻射裝置，其特征在于：所述二氧化硅采用等離子體增強化學氣相沉積法或熱氧化法蒸鍍而成。

8.如權利要求3至7任一項所述的產生中紅外可調諧等離子激元的切倫科夫輻射裝置，其特征在于：所述第一電極(6)包括厚度為3～10nm的鈦、以及位于鈦上面的厚度為80～120nm的金。

9.如權利要求8所述的產生中紅外可調諧等離子激元的切倫科夫輻射裝置，其特征在于：所述鈦的厚度為5nm，所述金的厚度為100nm。

10.如權利要求3至7任一項所述的產生中紅外可調諧等離子激元的切倫科夫輻射裝置，其特征在于：所述第一電極(6)為石墨烯層(3)經過電子束曝光后蒸鍍而成。