[發(fā)明專利]納米粒子尺寸信息測(cè)量裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010301721.1
• 申請(qǐng)日: 2020-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111551110B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張靖;楊震寧;張皖哲;關(guān)劍卿;霍躍;施煒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/00
• 分類號(hào): G01B11/00
• 代理公司: 北京華進(jìn)京聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11606
• 代理人: 吳娜娜

1.一種納米粒子尺寸信息測(cè)量裝置，其特征在于，包括：

激光泵浦源（110），包括：

可調(diào)諧激光源（111），用于發(fā)射光信號(hào)；

激光隔離器（112），接收所述光信號(hào)，并防止所述光信號(hào)的反射光擊穿所述可調(diào)諧激光源（111）；

激光放大器（113），接收經(jīng)所述激光隔離器（112）射出的所述光信號(hào)，用于調(diào)節(jié)所述光信號(hào)的功率，以提供滿足駐波條件的所述光信號(hào)；

光學(xué)微腔系統(tǒng)（120），包括：

光纖（121），接收所述激光放大器（113）射出的所述光信號(hào)；以及

光學(xué)微腔（122），與所述光纖（121）間隔預(yù)設(shè)距離，以使得所述光纖（121）中的所述光信號(hào)耦合進(jìn)入所述光學(xué)微腔（122），且所述光信號(hào)從所述光纖（121）中漏入到所述光學(xué)微腔（122）的速率和從所述光學(xué)微腔（122）漏入到外界環(huán)境中的速率相近，以實(shí)現(xiàn)所述光信號(hào)與所述光學(xué)微腔系統(tǒng)（120）的極限耦合，調(diào)節(jié)所述激光泵浦源（110）出射的光信號(hào)頻率，以使進(jìn)入到所述光學(xué)微腔（122）中的能量達(dá)到最大；

光電探測(cè)器（130），所述光學(xué)微腔系統(tǒng)（120）射出的光信號(hào)經(jīng)所述光電探測(cè)器（130）轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；以及

頻譜分析儀（140），獲取所述電信號(hào)，并對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行分析，當(dāng)出現(xiàn)倍周期分岔現(xiàn)象時(shí)，所述頻譜分析儀（140）獲取此時(shí)的第一倍周期的峰值信息，將納米粒子貼近所述光學(xué)微腔系統(tǒng)（120）邊緣后，所述頻譜分析儀（140）獲取第二倍周期的峰值信息，利用第一倍周期的峰值信息與第二倍周期的峰值信息，獲取倍周期峰峰值的變化值，進(jìn)而解讀出所述納米粒子的尺寸信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米粒子尺寸信息測(cè)量裝置，其特征在于，所述預(yù)設(shè)距離為0.1μm-0.8μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米粒子尺寸信息測(cè)量裝置，其特征在于，所述光學(xué)微腔（122）采用變形微芯圓環(huán)或變形球腔。

4.一種納米粒子尺寸信息測(cè)量方法，其特征在于，包括：

S10，調(diào)整光學(xué)微腔系統(tǒng)（120）中的光纖（121）與光學(xué)微腔（122）間隔預(yù)設(shè)距離，以使得所述光纖（121）中的光信號(hào)耦合進(jìn)入所述光學(xué)微腔（122），且所述光信號(hào)從所述光纖（121）中漏入到所述光學(xué)微腔（122）的速率和從所述光學(xué)微腔（122）漏入到外界環(huán)境中的速率相近，以實(shí)現(xiàn)所述光信號(hào)與光學(xué)微腔系統(tǒng)（120）的極限耦合，利用激光泵浦源（110）提供滿足駐波條件的光信號(hào)；

S20，調(diào)節(jié)所述光信號(hào)的頻率，以使進(jìn)入到所述光學(xué)微腔（122）中的能量達(dá)到最大；

S30，所述光學(xué)微腔系統(tǒng)（120）射出的光信號(hào)經(jīng)光電探測(cè)器（130）轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；

S40，利用頻譜分析儀（140）獲取所述電信號(hào)，并對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行分析，當(dāng)出現(xiàn)倍周期分岔現(xiàn)象時(shí)，所述頻譜分析儀（140）獲取此時(shí)的第一倍周期的峰值信息；將納米粒子貼近所述光學(xué)微腔系統(tǒng)（120）邊緣后，所述頻譜分析儀（140）獲取第二倍周期的峰值信息，利用第一倍周期的峰值信息與第二倍周期的峰值信息，獲取倍周期峰峰值的變化值，進(jìn)而解讀出所述納米粒子的尺寸信息。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的納米粒子尺寸信息測(cè)量方法，其特征在于，所述調(diào)整所述光學(xué)微腔系統(tǒng)（120）中的光纖（121）與光學(xué)微腔（122）之間的間距，以使所述光學(xué)微腔系統(tǒng)（120）滿足極限耦合條件的步驟包括：

調(diào)整所述光學(xué)微腔系統(tǒng)（120）中的光纖（121）與光學(xué)微腔（122）之間的間距為0.5μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的納米粒子尺寸信息測(cè)量方法，其特征在于，所述S10，利用激光泵浦源（110）提供滿足駐波條件的光信號(hào)的步驟包括：

利用激光放大器（113）調(diào)節(jié)可調(diào)諧激光源（111）發(fā)射的光信號(hào)頻率在預(yù)設(shè)頻率內(nèi)，以提供滿足駐波條件的所述光信號(hào)。