[發明專利]一種耐強光的陶瓷納米結構增強型4H-SiC基光功率計

在審

• 申請號: 202210707094.0
• 申請日: 2022-06-21
• 公開（公告）號: CN115096438A
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 耿路路;崔艷霞;翟愛平;李國輝
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42;H01L31/0312;H01L31/108
• 代理公司: 北京中睿智恒知識產權代理事務所(普通合伙) 16025
• 代理人: 侯文峰

1.一種耐強光陶瓷納米結構增強型4H-SiC基光功率計，其特征在于：包含氮化鈦陶瓷納米結構增強型碳化硅基光電探頭、電流測量模塊、控制模塊、通信模塊、運算模塊、顯示模塊、存儲模塊與電源模塊；

其中，氮化鈦陶瓷納米結構增強型碳化硅基光電探頭包含碳化硅基底、氮化鈦陶瓷納米結構和氮化鈦陶瓷對電極(頂電極和底電極)。

2.根據權利要求1所述的一種耐強光陶瓷納米結構增強型4H-SiC基光功率計，其特征在于：所述碳化硅基底為半絕緣4H型碳化硅，其電阻率在1e9ohm·cm至1e14ohm·cm之間，氮化鈦陶瓷納米結構制作于4H型碳化硅基底的硅面上。

3.根據權利要求1所述的一種耐強光陶瓷納米結構增強型4H-SiC基光功率計，其特征在于：所述氮化鈦陶瓷對電極以一個氮化鈦陶瓷電極位于碳化硅基底硅面之上，稱之為頂電極，另一個氮化鈦陶瓷電極位于碳化硅基底的碳面一側，稱之為底電極，構成垂直結構氮化鈦陶瓷增強型碳化硅基光電探頭。

4.根據權利要求1所述的耐強光陶瓷納米結構增強型4H-SiC基光功率計，其特征在于：所述氮化鈦陶瓷頂電極保形覆蓋氮化鈦陶瓷納米結構，具有5nm-15nm的厚度，允許光透過，以激發表面等離激元效應；氮化鈦陶瓷底電極厚度為80nm-200nm，不透光，以提高光子利用率。

5.根據權利要求1所述的一種耐強光陶瓷納米結構增強型4H-SiC基光功率計，其特征在于：氮化鈦陶瓷納米結構通過陽極氧化鋁雙通模板輔助制得，納米結構呈圓柱狀，圓柱的平均直徑為50-200nm，圓柱與圓柱之間間隙的平均大小在80-500nm，圓柱陣列在10μm²范圍內短程有序，呈二維六角周期排布。

6.根據權利要求1所述的一種耐強光陶瓷納米結構增強型4H-SiC基光功率計，其特征在于：電流測量模塊給氮化鈦陶瓷納米結構增強型碳化硅基光電探頭施加5V偏壓，能夠實現1pA-10mA光電流信號的自動測量；電流測量電路依據電流大小分為3檔；

1檔：1pA-100nA；2檔1nA-100μA；3檔1μA-10mA；

3檔之間可自動切換，3個電流測量檔各自的精度為：1檔精度1pA，2檔精度1nA，3檔精度1μA；

當信號位于兩檔重疊處時，自動切換到高精度檔進行測試，不同檔位之間有2個數量級重疊，保證所有光電流信號的測量均有1％的準確度。

7.根據權利要求1所述的一種耐強光陶瓷納米結構增強型4H-SiC基光功率計，其特征在于：控制模塊、通信模塊、運算模塊、顯示模塊與存儲模塊通過帶操作系統的小型觸摸屏實現，通過控制軟件界面，實現待測光波長的輸入，通過USB數據線實現光電流信號從電流測量模塊到控制軟件的讀取，通過控制軟件，實現電流到光功率的運算轉換以及光功率的初始化標定，通過控制軟件界面實時顯示所測量的光功率大小并能及時存儲。