[實(shí)用新型]一種基于霍爾效應(yīng)的圓偏振光檢測(cè)模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821752760.8
• 申請(qǐng)日: 2018-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN208872418U
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山科立特光電科技有限公司
• 主分類號(hào): G01J4/04
• 分類號(hào): G01J4/04
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本實(shí)用新型涉及一種基于霍爾效應(yīng)的圓偏振光檢測(cè)模塊，包括基底層，形成在所述基底層上的金屬層，以及形成在所述金屬層的至少部分上方的石墨烯層；所述金屬層的左右設(shè)置有電極，金屬層的前后兩側(cè)垂直于電流方向設(shè)置有磁場(chǎng)；所述金屬層包括金屬片層和金屬結(jié)構(gòu)層，所述金屬結(jié)構(gòu)層和石墨烯層的組合結(jié)構(gòu)為水平方向周期排列的手性結(jié)構(gòu)。不同偏振的圓偏振光入射到該模塊表面時(shí)，激發(fā)出的表面等離激元光場(chǎng)疊加產(chǎn)生了具有不同拓?fù)浜傻臏u旋光場(chǎng)，導(dǎo)致金屬層中的載流子濃度和遷移速率不同，從而使該結(jié)構(gòu)的霍爾電勢(shì)對(duì)不同圓偏振光有不同的數(shù)值。通過對(duì)電勢(shì)大小的檢測(cè)，來(lái)反映圓偏振光的偏振特性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光檢測(cè)器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于霍爾效應(yīng)的圓偏振光檢測(cè)模塊。

背景技術(shù)

目前國(guó)際上一般采用螺旋、雙螺旋等復(fù)雜的周期或準(zhǔn)周期二維結(jié)構(gòu)的貴金屬來(lái)構(gòu)建圓偏振光檢測(cè)器，該類結(jié)構(gòu)是利用金屬表面等離激元激發(fā)出的等離激元對(duì)近場(chǎng)光的調(diào)控獲得了具有一定消光比的檢測(cè)器。但器件總體結(jié)構(gòu)尺寸過大，不利于規(guī)模集成化，制備困難，敏感度也低。

霍爾效應(yīng)是電磁效應(yīng)的一種，這一現(xiàn)象是霍爾(E.H.Hall，1855-1938)于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)制時(shí)發(fā)現(xiàn)的，后來(lái)發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體、導(dǎo)電流體等也有這種效應(yīng)。當(dāng)電流垂直于外磁場(chǎng)通過導(dǎo)體時(shí)，載流子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，垂直于電流和磁場(chǎng)方向會(huì)產(chǎn)生一的附加電場(chǎng)，從而在導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生電勢(shì)差，這一現(xiàn)象就是霍爾效應(yīng)。由于利用霍爾效應(yīng)制成的霍爾傳感器能夠檢測(cè)磁場(chǎng)的方向和大小，廣泛地應(yīng)用于工業(yè) 自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及信息處理等方面，并且基于半導(dǎo)體的霍爾傳感器被廣泛使用。但是如何將霍爾效應(yīng)應(yīng)用于圓偏振光的偏振特性檢測(cè)上一直是一個(gè)技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題是如何利用霍爾效應(yīng)實(shí)現(xiàn)圓偏振光偏振特性的檢測(cè)。

為此，本發(fā)明提供了一種基于霍爾效應(yīng)的圓偏振光檢測(cè)模塊，包括基底層1，形成在所述基底層1上的金屬層2，以及形成在所述金屬層2的至少部分上方的石墨烯層3；所述金屬層2包括金屬片層21和金屬結(jié)構(gòu)層22，金屬結(jié)構(gòu)層22形成于金屬片層21之上；所述金屬結(jié)構(gòu)層22和石墨烯層3的組合結(jié)構(gòu)為水平方向周期排列的手性結(jié)構(gòu)；所述金屬層2的左右設(shè)置有電極4，所述金屬層的前后兩側(cè)垂直于電流方向設(shè)置有磁場(chǎng)。

進(jìn)一步地，所述金屬結(jié)構(gòu)層22每個(gè)單元的結(jié)構(gòu)為L(zhǎng)型、F型、S型、萬(wàn)字符等手性結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述石墨烯薄膜在金屬結(jié)構(gòu)層22上平鋪一層形成懸置的石墨烯層3。

進(jìn)一步地，所述石墨烯薄膜嵌于金屬結(jié)構(gòu)層22單元之間的縫隙底部形成石墨烯層3。

進(jìn)一步地，所述金屬結(jié)構(gòu)層22每個(gè)單元的結(jié)構(gòu)為具有有限個(gè)對(duì)稱軸的對(duì)稱結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述石墨烯層3為周期帶狀結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述石墨烯層3帶狀結(jié)構(gòu)的對(duì)稱軸與金屬結(jié)構(gòu)層22結(jié)構(gòu)單元的對(duì)稱軸不平行。

進(jìn)一步地，所述基底層1為硅或者二氧化硅材料制成。

進(jìn)一步地，所述金屬層2為金或銀材料制成。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的這種基于霍爾效應(yīng)的圓偏振光檢測(cè)器，通過待檢測(cè)的圓偏振光的照射，金屬結(jié)構(gòu)層和石墨烯層的組合結(jié)構(gòu)為手性結(jié)構(gòu)，左、右旋圓偏振光入射到該模塊表面時(shí)，激發(fā)出的表面等離激元光場(chǎng)疊加產(chǎn)生了具有不同拓?fù)浜傻臏u旋光場(chǎng)，導(dǎo)致金屬層中的載流子濃度和遷移速率不同，從而使該結(jié)構(gòu)的霍爾電勢(shì)對(duì)不同圓偏振光有不同的數(shù)值。通過對(duì)電勢(shì)大小的檢測(cè)，來(lái)反映圓偏振光的偏振特性。該發(fā)明提供的圓偏振光檢測(cè)模塊不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且靈敏性高，具有非常好的檢測(cè)效果。

以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1是基于霍爾效應(yīng)的圓偏振光檢測(cè)模塊主視圖。