[實(shí)用新型]一種紅外窄帶熱輻射器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820297330.5
• 申請(qǐng)日: 2018-03-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN208672143U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅毅;歐春暉;王健;郝智彪
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01J3/12
• 分類(lèi)號(hào): G01J3/12;G01J3/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王戈

本實(shí)用新型公開(kāi)一種紅外窄帶熱輻射器。所述紅外窄帶熱輻射器包括：波紋管狀層，所述波紋管狀層的材質(zhì)為金屬，所述波紋管狀層的波紋周期能夠調(diào)節(jié)，所述波紋管狀層內(nèi)部附著一層耐高溫導(dǎo)熱材料，所述耐高溫導(dǎo)熱材料通電加熱后產(chǎn)生紅外輻射譜。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)波長(zhǎng)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及光-熱和光-電領(lǐng)域，特別是涉及一種紅外窄帶熱輻射器。

背景技術(shù)

紅外光源在氣體探測(cè)，生物目標(biāo)檢測(cè)等諸多領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用。以氣體探測(cè)為例，諸多氣體分子在紅外波段有著被稱(chēng)為指紋區(qū)的特征吸收峰，通過(guò)紅外光源發(fā)射這些波長(zhǎng)的紅外光，如果存在這類(lèi)分子，則紅外光會(huì)被吸收，信號(hào)減弱，通過(guò)探測(cè)紅外信號(hào)強(qiáng)弱即可檢測(cè)到對(duì)應(yīng)分子是否存在以及其相對(duì)濃度大小。而不同的氣體分子有著不同的指紋區(qū)，其指紋區(qū)覆蓋范圍為幾納米到數(shù)十納米不等，中心波長(zhǎng)范圍也各不相同，因此對(duì)于紅外光源提出了窄帶輻射以及中心波長(zhǎng)可調(diào)的要求。

現(xiàn)有的窄帶輻射器主要有以下幾種實(shí)現(xiàn)方案：1)量子級(jí)聯(lián)激光器；2)紅外LED；3)紅外窄帶熱輻射器。

量子級(jí)聯(lián)激光器有著較好的輻射特性，強(qiáng)度高，能進(jìn)行快速調(diào)制，但制作工藝復(fù)雜，成本較高。紅外LED波長(zhǎng)較短(一般不超過(guò)5μm)，功率也較低，波長(zhǎng)在成片時(shí)已經(jīng)固定，難以進(jìn)行調(diào)諧，以上問(wèn)題也大大限制了它的實(shí)用范圍。而傳統(tǒng)的紅外窄帶熱輻射器一般是寬譜光源，需要外加濾波結(jié)構(gòu)等實(shí)現(xiàn)窄帶輸出特性。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種紅外窄帶熱輻射器，能夠?qū)崿F(xiàn)波長(zhǎng)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下方案：

一種紅外窄帶熱輻射器，包括：波紋管狀層，所述波紋管狀層的材質(zhì)為金屬，所述波紋管狀層的波紋周期能夠調(diào)節(jié)，所述波紋管狀層內(nèi)部附著一層耐高溫導(dǎo)熱材料，所述耐高溫導(dǎo)熱材料通電加熱后產(chǎn)生紅外輻射譜。

可選的，所述波紋管狀層的材質(zhì)為金、銀、銅、鋁、鎢、鉭和錸中的任一種。

可選的，所述紅外窄帶熱輻射器還包括：光子晶體層，所述光子晶體層設(shè)置于所述波紋管狀層外部，所述光子晶體層包括多個(gè)第一折射層和多個(gè)第二折射層，所述第一折射層的折射率高于所述第二折射層的折射率，相鄰兩個(gè)所述第一折射層通過(guò)所述第二折射層連接，所述第一折射層的厚度為所述紅外輻射譜中心波長(zhǎng)的四分之一，所述第二折射層的厚度為所述紅外輻射源中心波長(zhǎng)的四分之一。

可選的，所述光子晶體層的最內(nèi)層為所述第一折射層，所述光子晶體層的最外層為所述第一折射層。

可選的，所述光子晶體層包括2-3個(gè)所述第二折射層。

可選的，所述第一折射層的材質(zhì)為鍺或硅，所述第二折射層的材質(zhì)為硫化鋅或氟化鎂。

可選的，所述紅外窄帶熱輻射器還包括：保護(hù)層，所述保護(hù)層設(shè)置于所述光子晶體層的外部，所述保護(hù)層的材質(zhì)為耐腐蝕抗氧化材料。

可選的，所述保護(hù)層的材質(zhì)為氮化硅或二氧化硅。

根據(jù)本實(shí)用新型提供的具體實(shí)施例，本實(shí)用新型公開(kāi)了以下技術(shù)效果：

1、波長(zhǎng)可動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。采用本實(shí)用新型所述的結(jié)構(gòu)后，利用波紋管結(jié)構(gòu)的特性，實(shí)現(xiàn)波紋管周期的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)輻射峰值3-12微米的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。

2、輻射峰值高。通過(guò)光子晶體層的諧振增強(qiáng)以及波紋管結(jié)構(gòu)的尺寸效應(yīng)，能夠達(dá)到極高的輻射峰值。

3、輻射峰窄。采用光子晶體結(jié)構(gòu)后，只有滿(mǎn)足波長(zhǎng)匹配條件的光可以被吸收或輻射出來(lái)。

附圖說(shuō)明