[發明專利]一種基于手性微納結構的氣壓傳感器

在審

• 申請號: 202010370714.7
• 申請日: 2020-05-06
• 公開（公告）號: CN111521319A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 中山科立特光電科技有限公司
• 主分類號: G01L7/02
• 分類號: G01L7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于手性微納結構的氣壓傳感器，包括殼體，殼體內的中部設置有襯底，襯底的上方設置有第二金屬層，第二金屬層的上方設置有彈性層，彈性層的上方設置有第一金屬層，金屬層1的上方形成惰性氣體腔，殼體的上表面內部設置有感壓膜和線性激光器，襯底的下方形成真空腔，殼體的下表面內部設置有CCD；該基于手性微納結構的氣壓傳感器，能夠將壓力信號轉換為兩層金屬微納結構間距的變化，從而導致圓偏光入射時，其產生的圓二色性信號會發生變化，通過使用CCD接收此信號并進行分析，可以實現檢測到外界氣壓的目的；該基于雙層手性微納結構的壓力傳感器具有結構簡單、靈敏度高、精確度高的優點。

技術領域

本發明涉及微納光學領域和氣壓探測領域，具體涉及一種基于手性微納結構的氣壓傳感器。

背景技術

自身結構與其鏡像不能重合稱為手性結構，圓二色性(Circular dicroism,CD)是手性結構指對左旋圓偏振光(以下簡稱LCP)和右旋圓偏振光(以下簡稱RCP)的吸收程度存在差異，這種吸收程度與波長的關系稱圓二色譜，是一種測定分子不對稱結構的光譜法。研究發現，自然存在的手性結構圓二色性比較弱，且金屬與光具有比較強烈的的相互作用，所以試驗人員通過設計一些金屬納米結構，來獲得較大的圓二色性。

氣壓傳感器用途廣泛，可用于輔助導航，減少在高架橋上進行導航時的失誤；在無信號地帶時，也可根據氣壓傳感器，同時配合加速計、陀螺儀等設備實現精確定位，因此氣壓傳感具有廣泛的用途?，F有氣壓傳感器結構大多由塑膠框架和氣壓傳感器芯片，氣壓傳感器芯片材料和塑膠框架的的材質不同，因此在不同的溫度下，容易產生熱脹冷縮，會使氣壓傳感器芯片產生較大的誤差，很大程度影響氣壓傳感器檢測的精度，因此該類型的氣壓傳感器容易應用受環境的局限。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種基于手性微納結構的氣壓傳感器，包括殼體，所述殼體內的中部設置有襯底，所述襯底的上方設置有第二金屬層，所述第二金屬層的上方設置有彈性層，所述彈性層的上方設置有第一金屬層，所述金屬層1的上方形成惰性氣體腔，所述殼體的上表面內部設置有感壓膜和線性激光器，所述襯底的下方形成真空腔，所述殼體的下表面內部設置有CCD。

所述第一金屬層是由多個周期排列的第一金屬微納結構單元組成。

所述第一金屬微納結構單元包括第一金屬棒、第二金屬棒、第三金屬棒，所述第一金屬棒一端與第二金屬棒的一端垂直連接，第二金屬棒的另一端與第三金屬棒的一端垂直連接，并且第一金屬棒、第三金屬棒位于第二金屬棒同側。

所述第二金屬層是由多個周期排列的第二金屬微納結構單元組成。

所述第二金屬微納結構單元包括第第四金屬棒、第五金屬棒、第六金屬棒，所述第四金屬棒的一端與第五金屬棒的一端垂直連接，第五金屬棒的另一端與第六金屬棒的一端垂直連接，并且第四金屬棒、第六金屬棒位于第五金屬棒同側。

所述彈性層的厚度為30nm～40nm。

所述彈性層是由彈性塑料制成。

所述第一金屬層、第二金屬層均是由金或銀制成。

本發明的有益效果：本發明提供的這種基于手性微納結構的氣壓傳感器，能夠將壓力信號轉換為兩層金屬微納結構間距的變化，從而導致圓偏光入射時，其產生的圓二色性信號會發生變化，通過使用CCD接收此信號并進行分析，可以實現檢測到外界氣壓的目的；該基于雙層手性微納結構的壓力傳感器具有結構簡單、靈敏度高、精確度高的優點。

本發明提供的這種基于雙層手性微納結構的壓力傳感器，其雙層金屬微納結構簡單，并且可以產生較大的圓二色性信號，最大可達到20％，可以有效的提高測量精度。

本發明提供的這種基于雙層手性微納結構的壓力傳感器，其雙層金屬微納結構間距的變化在納米級別，都可轉化為明顯的圓二色性信號變化，具有較高的靈敏度。