[發明專利]一種交錯結構環偶極子芯片檢測石油的方法

有效

• 申請號: 202010002717.5
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN111141687B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 陳麟;朱亦鳴;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

本發明提供了一種交錯結構環偶極子芯片檢測石油的方法，具有這樣的特征，包括以下步驟：步驟一，將太赫茲光譜分析系統的檢測環境進行干燥預處理，并測得干燥條件下的頻譜，將該頻譜作為參考光譜；步驟二，用移液槍將原油樣品轉移并均勻涂抹在交錯結構環偶極子芯片的上表面；步驟三，將涂抹著原油樣品的交錯結構環偶極子芯片放入干燥后的太赫茲光譜分析系統內，使太赫茲光譜分析系統的太赫茲脈沖信號垂直照射在芯片上進行檢測，得到原油樣品的檢測光譜；步驟四，檢測光譜減去參考光譜，從而得到原油樣品的透射光譜其中，交錯結構環偶極子芯片為基于環偶極子效應所設計的太赫茲芯片。

技術領域

本發明屬于太赫茲環偶極子芯片物質檢測領域，具體涉及一種交錯結構環偶極子芯片檢測石油的方法。

背景技術

從上世紀90年代開始，人們開啟了利用傳統的時域太赫茲波譜系統對物質檢測的征程：利用太赫茲光譜特性檢測樣品，研究表明，雖然一些物質結構的遠紅外吸收特征對于物質的結構和空間排列非常敏感，太赫茲時域光譜技術可以鑒別物質結構存在微小差異的化合物，但傳統的時域太赫茲波譜系統樣品檢測方法需要大量的樣品，準確度較低，實驗裝置體積龐大，同時由于存在太赫茲源輻射功率弱、極性分子樣品吸收大等問題，更加嚴重的是，在一些該頻段沒有吸收峰的材料檢測時，只能測定材料的介電系數和吸收系數，這就造成了極大的測量的不準確性。這些都將導致在實時現場監測應用中困難重重。

本世紀初，人們開啟了利用太赫茲等離子增強諧振效應(如Fano共振)實現微量高靈敏度生物檢測，這種方法解決了普通太赫茲檢測的局限性問題，如樣品用量大，吸收譜強度不穩定，輻射功率弱導致的信噪比低等。表面等離激元導致的反常透射現象對應的透射峰通常表現為不對稱的線型，稱為Fano線型。對于金屬薄膜超表面中由于引入不對稱性產生的的Fano共振，非共振通道對應于入射光與明態模式相互作用產生的dipole振蕩，共振通道則與表面等離激元產生的暗態相關。Fano共振能夠增強其附近電磁場的光譜選擇性，產生窄帶光譜特性，從而大大增強光與靠近(或直接接觸)表面的物質的相互作用。因此，即使是等離子電磁環境中的弱擾動也能顯著改變其散射特性。對于吸收介質，場增強可導致與Fano共振相關的瑞利特性振幅的展寬和減小。但其缺點是Fano除了隨反應過程飄移以外，其本身的諧振峰會發生畸變，這是由Fano振蕩的不對稱性引起的，而且Fano振蕩隨檢測時間變長，信號本身不穩定。因此，基于上述Fano工作，需要進一步尋找更穩定的諧振模式，成為此類高Q值微腔芯片亟待解決的關鍵問題。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種交錯結構環偶極子芯片檢測石油的方法。

本發明提供了一種交錯結構環偶極子芯片檢測石油的方法，具有這樣的特征，包括以下步驟：步驟一，將太赫茲光譜分析系統的檢測環境進行干燥預處理，并測得干燥條件下的頻譜，將該頻譜作為參考光譜；步驟二，用移液槍將原油樣品轉移并均勻涂抹在交錯結構環偶極子芯片的超表面上；步驟三，將涂抹著原油樣品的交錯結構環偶極子芯片放入干燥后的太赫茲光譜分析系統內，使太赫茲光譜分析系統的太赫茲脈沖信號垂直照射在芯片上進行檢測，得到原油樣品的檢測光譜；步驟四，檢測光譜減去參考光譜，從而得到原油樣品的透射光譜其中，交錯結構環偶極子芯片為基于環偶極子效應所設計的太赫茲芯片。

在本發明提供的交錯結構環偶極子芯片檢測石油的方法中，還可以具有這樣的特征：其中，交錯結構環偶極子芯片的超表面為交錯結構，該交錯結構由兩個圓型分裂諧振環構成，兩個圓型分裂諧振環有一定的交疊面積，一個圓型分裂諧振環的圓心在左邊，并且其缺口在右邊，另個圓型分裂諧振環的圓心在右邊，并且其缺口在左邊。

在本發明提供的交錯結構環偶極子芯片檢測石油的方法中，還可以具有這樣的特征：其中，圓型分裂諧振環的內半徑為35μm，外半徑為40μm，缺口的大小為4μm。

在本發明提供的交錯結構環偶極子芯片檢測石油的方法中，還可以具有這樣的特征：其中，太赫茲光譜分析系統為愛德萬7400系統，其檢測方式為投射式檢測。