[發明專利]物質指紋譜傳感裝置及測量方法

在審

• 申請號: 202010001032.9
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN111141686A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 陳麟;朱亦鳴;王麗霞;倪爭技;莊松林
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

1.一種物質指紋譜的測量方法，利用太赫茲光譜系統的太赫茲波以及物質指紋譜傳感裝置對物質的指紋譜進行檢測，其特征在于：

所述物質指紋譜傳感裝置用于與所述太赫茲光譜系統配合使用，從而利用太赫茲波對物質的指紋譜進行檢測，包括：支撐架，水平設置；

移動單元，包括設置在所述支撐架上的平移臺移動件以及連接在所述平移臺移動件上的、用于在所述平移臺移動件的帶動下沿豎直方向進行移動的亞克力平移臺，所述亞克力平移臺水平設置；

光柵單元，放置在所述亞克力平移臺上，用于承載所述物質；以及，

棱鏡，設置在所述支撐架上，并且設置在所述光柵單元的正上方，

其中，所述光柵單元包括表面具有周期性凹槽的光柵以及填充在所述凹槽內的聚乙烯填充物，并且所述聚乙烯填充物填充滿所述凹槽，使得所述光柵單元具有平整的用于承載所述物質的表面，使用時，將待檢測的物質涂覆在所述光柵單元的表面，

所述物質為具有明顯太赫茲指紋譜的固體或液體薄膜，

所述聚乙烯填充物包括聚苯乙烯微球、環氧樹脂以及間苯二甲胺，

所述物質指紋譜的測量方法包括以下步驟：

步驟一，將所述物質指紋譜傳感裝置放置在所述太赫茲光譜系統中；

步驟二，將待檢測的物質涂敷在所述光柵單元的表面；

步驟三，使所述太赫茲波照射在所述棱鏡上，通過所述平移臺移動件調節所述亞克力平移臺的高度，使得所述棱鏡與所述光柵耦合產生共振峰的頻點與待檢測的所述物質的特征峰重合，如果觀察到透射譜中出現吸收誘導透明效應，則物質特征峰在吸收誘導透明窗口中的透明窗口上；

步驟四，所述太赫茲光譜系統的檢測器測得待檢測的所述物質的指紋譜。

2.根據權利要求1所述的物質指紋譜的測量方法，其特征在于：

其中，所述平移臺移動件為螺旋測微器，其精確度為1μm。

3.根據權利要求1所述的物質指紋譜的測量方法，其特征在于：

其中，所述棱鏡為等腰直角三棱柱狀，并且所述棱鏡為特氟龍棱鏡。

4.根據權利要求3所述的物質指紋譜的測量方法，其特征在于，還包括：

夾持件，連接在所述支撐架上，具有與所述棱鏡相配合的三角凹槽，所述棱鏡的頂部直角部位通過螺紋固定的方式被固定在所述三角凹槽內。

5.根據權利要求1所述的物質指紋譜的測量方法，其特征在于：

其中，所述光柵為通過在金屬或摻雜硅上刻蝕周期性的凹槽制成，

在所述光柵的凹槽內填充所述聚乙烯填充物的過程為：

將所述聚苯乙烯微球用乙醇潤濕，然后以1：1：1的質量比與所述環氧樹脂以及所述間苯二甲胺混合，攪拌2小時得到混合溶液，最后將所述混合溶液注入所述凹槽，并置于60°C下進行固化。

6.根據權利要求1所述的物質指紋譜的測量方法，其特征在于：

其中，所述聚乙烯填充物的折射率為1.2。

7.根據權利要求1所述的物質指紋譜的測量方法，其特征在于：

其中，所述凹槽的槽寬為40μm，槽深的75μm，相鄰的所述凹槽之間的距離為70μm，所述光柵的深度120μm。