[發(fā)明專利]折射率傳感裝置及測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010564044.2
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111678892B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 談宜東;代宗仁
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G01N21/552
• 分類號: G01N21/552;G01N21/01
• 代理公司: 北京華進(jìn)京聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11606
• 代理人: 魏朋

1.一種折射率傳感裝置，其特征在于，包括：

激光發(fā)射裝置（100），用于發(fā)射激光光束；

第一聲光移頻器（110），用于將所述激光光束移頻；

棱鏡（120），與所述第一聲光移頻器（110）間隔設(shè)置，包括反射表面（121）；

依次設(shè)置于所述反射表面（121）的材料層（130）和微流體通道（140），所述微流體通道（140）用于儲存待測介質(zhì)，所述激光光束射入所述棱鏡（120）在所述反射表面（121）全反射，并在所述反射表面（121）與所述材料層（130）發(fā)生表面等離子共振；

第二聲光移頻器（160），與所述棱鏡（120）間隔設(shè)置，用于將射出所述棱鏡（120）的激光光束移頻，所述第一聲光移頻器（110）和所述第二聲光移頻器（160）差分移頻；

第一反射鏡（180），與所述第二聲光移頻器（160）間隔設(shè)置，用于使經(jīng)過所述第二聲光移頻器（160）射出的第一激光光束經(jīng)原路徑反射到所述激光發(fā)射裝置（100）；

偏振分光鏡（150），與所述棱鏡（120）和所述第二聲光移頻器（160）間隔設(shè)置，用于將射出所述棱鏡（120）的激光光束分為所述第一激光光束和第二激光光束；

第三聲光移頻器（170），與所述偏振分光鏡（150）間隔設(shè)置，用于對所述第二激光光束移頻，所述第一聲光移頻器（110）和所述第三聲光移頻器（170）差分移頻；

第二反射鏡（190），與所述第三聲光移頻器（170）間隔設(shè)置，用于使經(jīng)過所述第三聲光移頻器（170）射出的所述第二激光光束經(jīng)原路徑反射到所述激光發(fā)射裝置（100），所述第一激光光束和所述第二激光光束與所述激光發(fā)射裝置（100）內(nèi)的原光場發(fā)生干涉效應(yīng)，調(diào)制所述激光發(fā)射裝置的輸出功率，并通過所述激光發(fā)射裝置（100）輸出調(diào)制光束；

處理裝置（200），用于通過所調(diào)制光束得到所述待測介質(zhì)的折射率信息。

2.如權(quán)利要求1所述的折射率傳感裝置，其特征在于，所述微流體通道（140）的周圍與所述棱鏡（120）貼合。

3.如權(quán)利要求1所述的折射率傳感裝置，其特征在于，還包括分光鏡（210），設(shè)置于所述激光發(fā)射裝置（100）和所述第一聲光移頻器（110）之間，用于將所述激光發(fā)射裝置（100）射出的調(diào)制光束反射到所述處理裝置（200）。

4.如權(quán)利要求3所述的折射率傳感裝置，其特征在于，還包括準(zhǔn)直裝置（220），設(shè)置于所述激光發(fā)射裝置（100）和所述分光鏡（210）之間，用于將從所述激光發(fā)射裝置（100）射出的激光準(zhǔn)直。

5.如權(quán)利要求4所述的折射率傳感裝置，其特征在于，還包括四分之一波片（230），設(shè)置于所述第一聲光移頻器（110）和所述棱鏡（120）之間，用于將從第一聲光移頻器（110）射出的所述激光光束偏振態(tài)從線偏振變?yōu)閳A偏振。

6.如權(quán)利要求5所述的折射率傳感裝置，其特征在于，還包括：

第三反射鏡（240），設(shè)置于所述四分之一波片（230）和所述棱鏡（120）之間，用于將從所述四分之一波片（230）射出的所述激光光束反射至所述棱鏡（120）。

7.如權(quán)利要求2所述的折射率傳感裝置，其特征在于，還包括：

第四反射鏡（250），設(shè)置于所述偏振分光鏡（150）和所述棱鏡（120）之間，用于將從所述棱鏡（120）射出的所述激光光束反射至所述偏振分光鏡（150）。

8.如權(quán)利要求2所述的折射率傳感裝置，其特征在于，所述材料層（130）包括二維材料或者金屬材料。

9.如權(quán)利要求2所述的折射率傳感裝置，其特征在于，所述棱鏡（120）為等腰直角棱鏡或半球棱鏡，所述反射表面（121）為所述等腰直角棱鏡的斜面或所述半球棱鏡的平面。

10.如權(quán)利要求2所述的折射率傳感裝置，其特征在于，所述微流體通道（140）為聚二甲基硅氧烷材料。