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基于光 热电效应的圆偏振光的探测器、系统及制备方法

阅读：626发布：2020-05-13

专利汇可以提供基于光热电效应的圆偏振光的探测器、系统及制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器、系统及制备方法，具体而言涉及圆偏振光测量领域，当光照射到该接电带表面时，由于该接电带一端设置有金属膜，另一端未设置金属膜，则该接电带两端会产生温度差，又由于该金属膜与电极电连接，从而该接电带两端会形成电流，并且，由于该多个相互平行的孔洞与接电带的夹角小于90度，则左旋圆偏振光和右旋圆偏振光与该接电带产生的共振情况不同，即当左旋圆偏振光和右旋圆偏振光照射到该接电带上，该接电带产生的电信号不同，通过电信号就可以简单的区分出照射带该接电带上的光是左旋圆偏振光或右旋圆偏振光。，下面是基于光热电效应的圆偏振光的探测器、系统及制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器，其特征在于，所述探测器包括：接电带、金属膜和电极；
所述接电带的一端挖设多个相互平行的孔洞和一个贯穿所有相互平行的孔洞的槽，多个所述相互平行的孔洞与所述接电带的夹角小于90度，所述槽与所述接电带的上下平面均平行，所述接电带挖设孔洞和槽的一端上还覆盖一层金属膜，所述接电带的另一端设置有所述电极，所述金属膜与所述电极电连接。
2.根据权利要求1所述的基于光热电效应的圆偏振光的探测器，其特征在于，所述探测器还包括挡光层，所述挡光层设置在所述接电带未设置所述金属膜的一端。
3.根据权利要求2所述的基于光热电效应的圆偏振光的探测器，其特征在于，所述挡光层的材料为氧化钛和炭黑中任意一种。
4.根据权利要求1所述的基于光热电效应的圆偏振光的探测器，其特征在于，所述金属膜的材料包括：金、银和钼中至少一种。
5.根据权利要求1所述的基于光热电效应的圆偏振光的探测器，其特征在于，所述接电带的材料为绝缘材料。
6.根据权利要求1所述的基于光热电效应的圆偏振光的探测器，其特征在于，所述探测器还包括金属颗粒层，所述金属颗粒层设置在所述孔洞和所述槽的底部。
7.一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器系统，其特征在于，所述系统包括：电流测量装置和权利要求1-6任意一项所述的基于光热电效应的圆偏振光的探测器，所述电流测量装置的正极和负极分别与所述接电带两端的金属膜和电极电连接。
8.根据权利要求7所述的基于光热电效应的圆偏振光的探测器系统，其特征在于，所述电流测量装置包括：电流表、电压表和电能表中任意一种。
9.一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
使用离子束刻蚀法在接电带上刻蚀多个相互平行的孔洞和一个贯穿所有所述孔洞的槽；
使用电子束蒸发镀膜法在所述接电带上具有槽和孔洞的一端镀金属膜；
使用电子束蒸发镀膜法在所述接电带的另一端镀金属节，将所述金属节作为电极。
10.根据权利要求9所述的基于光热电效应的圆偏振光的探测器制备方法，其特征在于，所述使用电子束蒸发镀膜法在所述接电带上具有槽和孔洞的一端镀金属膜的步骤，包括：
使用电子束蒸发镀膜法垂直于所述接电带，对所述接电带具有槽和孔洞的一端镀金属膜；
使用电子束蒸发镀膜法垂直于所述孔洞的一个侧壁，对所述孔洞的一个侧壁和槽镀金属膜；
使用电子束蒸发镀膜法垂直于所述孔洞的另一个侧壁，对所述孔洞的另一个侧壁和槽镀金属膜。

说明书全文

基于光热电效应的圆偏振光的探测器、系统及制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及圆偏振光测量领域，具体而言，涉及一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器、系统及制备方法。

背景技术

[0002] 圆偏振光是光矢量端点的轨迹为一圆，即光矢量不断旋转，其大小不变，但方向随时间有规律地变化的光，圆偏振光分为左圆偏振光和右圆偏振光。

[0003] 现有技术对判断圆偏振光属于左圆偏振光或者右圆偏振光的方法是通过-电矢量的旋转方向来进行判断的，其中，电矢量顺时针旋转的称右旋椭圆偏振光，凡逆时针旋转的称左旋椭圆偏振光。

[0004] 但是，现有技术中，需要通过精密的光学仪器获取圆偏振光的电矢量的旋转方向，进而判断圆偏振光属于左圆偏振光或者右圆偏振光，此方法因为需要用到精密的光学仪器，成本较高。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器、系统及制备方法，以解决现有技术中，需要通过精密的光学仪器获取圆偏振光的电矢量的旋转方向，进而判断圆偏振光属于左圆偏振光或者右圆偏振光，因为需要用到精密的光学仪器，成本较高的问题。

[0006] 为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：第一方面，本发明实施例提供了一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器，探测器包
括：接电带、金属膜和电极；
接电带的一端挖设多个相互平行的孔洞和一个贯穿所有相互平行的孔洞的槽，多个相
互平行的孔洞与接电带的夹角小于90度，槽与接电带的上下平面均平行，接电带挖设孔洞和槽的一端上还覆盖一层金属膜，接电带的另一端设置有电极，金属膜与电极电连接。

[0007] 可选地，该探测器还包括挡光层，挡光层设置在接电带未设置金属膜的一端。

[0008] 可选地，该挡光层的材料为氧化钛和炭黑中任意一种。

[0009] 可选地，该金属膜的材料包括：金、银和钼中至少一种。

[0010] 可选地，该接电带的材料为绝缘材料。

[0011] 可选地，该探测器还包括金属颗粒层，金属颗粒层设置在孔洞和槽的底部。

[0012] 第二方面，本发明实施例提供了另一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器系统，系统包括：电流测量装置和权利要求1-6任意一项的基于光热电效应的圆偏振光的探测器，电流测量装置的正极和负极分别与接电带两端的金属膜和电极电连接。

[0013] 可选地，该电流测量装置包括：电流表、电压表和电能表中任意一种。

[0014] 第三方面，本发明实施例提供了另一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器制备方法，制备方法包括：使用离子束刻蚀法在接电带上刻蚀多个相互平行的孔洞和一个贯穿所有孔洞的槽；
使用电子束蒸发镀膜法在接电带上具有槽和孔洞的一端镀金属膜；
使用电子束蒸发镀膜法在接电带的另一端镀金属节，将金属节作为电极。

[0015] 可选地，该使用电子束蒸发镀膜法在接电带上具有槽和孔洞的一端镀金属膜的步骤，包括：使用电子束蒸发镀膜法垂直于接电带，对接电带具有槽和孔洞的一端镀金属膜；
使用电子束蒸发镀膜法垂直于孔洞的一个侧壁，对孔洞的一个侧壁和槽镀金属膜；
使用电子束蒸发镀膜法垂直于孔洞的另一个侧壁，对孔洞的另一个侧壁和槽镀金属
膜。

[0016] 本发明的有益效果是：本申请通过在接电带的一端挖设多个相互平行的孔洞和一个贯穿所有相互平行的孔
洞的槽，并且多个相互平行的孔洞与接电带的夹角小于90度，在该接电带挖设孔洞和槽的一端上还覆盖一层金属膜，该接电带的另一端设置有电极，当光照射到该接电带表面时，由于该接电带一端设置有金属膜，另一端未设置金属膜，则该接电带两端会产生温度差，又由于该金属膜与电极电连接，从而该接电带两端会形成电流，并且，由于该多个相互平行的孔洞与接电带的夹角小于90度，则左旋圆偏振光和右旋圆偏振光与该接电带产生的的共振情况不同，即当左旋圆偏振光和右旋圆偏振光照射到该接电带上，该接电带产生的电信号不同，通过电信号就可以简单的区分出照射带该接电带上的光是左旋圆偏振光或右旋圆偏振光。
附图说明

[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

[0018] 图1为本发明一实施例提供的一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器的结构示意图；图2为本发明一实施例提供的一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器对圆偏振光吸
收的效果图；
图3为本发明一实施例提供的另一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器的结构示意
图；
图4为本发明一实施例提供的另一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器对圆偏振光
吸收的效果图；
图5为本发明一实施例提供的另一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器的结构示意
图；
图6为本发明一实施例提供的另一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器对圆偏振光
吸收的效果图；
图7为本发明一实施例提供的另一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器对圆偏振光
吸收的效果图；
图8为本发明一实施例提供的另一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器的结构示意
图。

[0019] 图标：10-接电带；11-金属膜；12-电极；13-孔洞；14-槽；15-挡光层。

具体实施方式

[0020] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

[0021] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0022] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

[0023] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0024] 此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

[0025] 在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0026] 图1为本发明一实施例提供的一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器的结构示意图，如图1所示，该基于光热电效应的圆偏振光的探测器，探测器包括：接电带10、金属膜11和电极12；接电带10的一端挖设多个相互平行的孔洞13和一个贯穿所有相互平行的孔洞
13的槽14，多个相互平行的孔洞13与接电带10的夹角小于90度，槽14与接电带10的上下平面均平行，接电带10挖设孔洞13和槽14的一端上还覆盖一层金属膜11，接电带10的另一端设置有电极12，金属膜11与电极12电连接。

[0027] 该接电带10的形状可以是长方体，也可以是其他规则形状，在此不做限定，为了清楚的说明，在此以该接电带10为长方体进行说明，该长方体的接电带10上的一端挖设有多个相互平行的孔洞13，并且挖设一个贯穿所有相互平行的孔洞13的槽14，其中，多个相互平行的孔洞13与接电带10两侧的边的夹角小于90度，且该槽14与该接电带10两侧的边均平行，该接电带10上挖设有该孔洞13和该槽14的一端上还覆盖有一层金属膜11，该接电带10另一端设置金属节，并该金属节作为电极12与该金属膜11电连接，当有圆偏振光照射到该接电带10上时，该接电带10覆盖有金属膜11的一端因为金属具有较强的光热效应，并且该覆盖金属膜11一端上还挖设有多个相互平行的孔洞13和槽14，更加增加了该接电带10一端对圆偏振光的吸收，从而使得该接电带10覆盖金属膜11的一端与未覆盖金属膜11的一端产生巨大的温差，进而该金属膜11和该电极12之间会产生一定的电信号，根据电信号的不同就可以判断出照射到该接电带10上的圆偏振光是左旋圆偏振光还是右旋圆偏振光，该孔洞13与该槽14的具体形状和宽度根据实际情况进行选择，在此不做限定，该孔洞13的数量根据实际情况进行选择，在此不做限定，该孔洞13与该接电带的夹角根据实际情况进行选择，在此不做限定。

[0028] 图2为本发明一实施例提供的另一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器对圆偏振光吸收的效果图，如图2所示，其中，图2中横坐标为波长，纵坐标表示对光的吸收情况，该曲线A表示该探测器对右旋圆偏振光的吸收情况，曲线B表示该探测器对左旋圆偏振光的吸收情况，该曲线CD表示该曲线A和曲线B的差值，通过图2可知，该探测器对波长为800nm的圆偏振光的吸收情况区别最大，即使用波长为800nm的圆偏振光照射在该探测器可以通过对该光的吸收情况判断该圆偏振光是左旋圆偏振光或者右旋圆偏振光；需要说明的是，图2是通过COMSOL 软件建模得到的模拟效果图，具体的建模过程在此不做赘述。

[0029] 图3为本发明一实施例提供的另一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器的结构示意图，图4为本发明一实施例提供的另一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器对圆偏振光吸收的效果图，如图3和图4所示，可选地，该多个相互平行的孔洞13可以是多个一组进行平行，在此以三个孔洞13为一组，进行说明，多个相互平行的孔洞13被一个槽14贯穿，在该槽14的左右两侧均分别设置一个不被该槽14贯穿且相互平行的孔洞13，以增加该探测器对多种不同的光的耦合情况，并增强该探测器对光强的吸收情况，上述结构对偏振光的吸收情况请参照图4，其中，图4中横坐标为波长，纵坐标表示对光的吸收情况，该曲线A表示该探测器对右旋圆偏振光的吸收情况，曲线B表示该探测器对左旋圆偏振光的吸收情况，该曲线CD表示该曲线A和曲线B的差值，通过图4可知，该探测器对波长为820nm的圆偏振光的吸收情况区别最大，即使用波长为820nm的圆偏振光照射在该探测器可以通过对该光的吸收情况判断该圆偏振光是左旋圆偏振光或者右旋圆偏振光。

[0030] 图5为本发明一实施例提供的另一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器的结构示意图，图6为本发明一实施例提供的另一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器对圆偏振光吸收的效果图，如图5和图6所示，可选地，当该多个相互平行的孔洞13可以是多个一组进行平行，在此以两个孔洞13为一组进行说明，多个相互平行的孔洞13被一个槽14贯穿，在该槽14的一侧设置与该槽14连通的且相互平行的孔洞13，以增加该探测器对多种不同的光的耦合情况，并增强该探测器对光强的吸收情况，上述结构对偏振光的吸收情况请参照图6，其中，图6中横坐标为波长，纵坐标表示对光的吸收情况，该曲线A表示该探测器对右旋圆偏振光的吸收情况，曲线B表示该探测器对左旋圆偏振光的吸收情况，该曲线CD表示该曲线A和曲线B的差值，通过图6可知，该探测器对波长为600nm、800nm和1000nm的圆偏振光的吸收情况区别最大，即使用波长为600nm、800nm和1000nm的圆偏振光照射在该探测器可以通过对该光的吸收情况判断该圆偏振光是左旋圆偏振光或者右旋圆偏振光。

[0031] 图7为本发明一实施例提供的另一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器对圆偏振光吸收的效果图，如图7所示，可选地，该槽14可以将该孔洞13进行平分，也可以不平分该相互平行的孔洞13，具体该槽14的设置方式根据实际情况进行选择，在此不做限定，当该槽14不平分该相互平行的孔洞13的时候，上述结构的探测器对偏振光的吸收情况请参照图7，其中，图7中横坐标为波长，纵坐标表示对光的吸收情况，该曲线A表示该探测器对右旋圆偏振光的吸收情况，曲线B表示该探测器对左旋圆偏振光的吸收情况，该曲线CD表示该曲线A和曲线B的差值，通过图7可知，该探测器对波长为750nm和1000nm的圆偏振光的吸收情况区别最大，即使用波长为750nm和1000nm的圆偏振光照射在该探测器可以通过对该光的吸收情况判断该圆偏振光是左旋圆偏振光或者右旋圆偏振光。

[0032] 图8为本发明一实施例提供的另一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器的结构示意图，如图8所示，可选地，探测器还包括挡光层15，挡光层15设置在接电带10未设置金属膜11的一端。

[0033] 为了使得该探测器中温度差更大，则可以在该接电带10为设置金属膜11的一端设置挡光层15，当在该接电带10未设置金属膜11的一端设置挡光层15的时候，圆偏振光照射该探测器时，该接电带10设置金属膜11的一端与设置挡光层15一端会产生很大的温度差，并且由于该金属膜11与该电极12电连接，则该接电带10两端的载流子的流动速度更加快速，从而使得该接电带10两端产生的电流更大，进而更好的区分左旋圆偏振光和右旋圆偏振光。

[0034] 可选地，挡光层15的材料为氧化钛和炭黑中任意一种。

[0035] 该挡光层15为物理挡光材料，该挡光层15的材料可以是氧化钛，也可以是炭黑，当该挡光层15的材料为氧化钛时，将该氧化钛颗粒涂覆在该接电带10未涂覆金属膜11的一端，当该挡光层15的材料为炭黑时，可以将该炭黑颗粒涂覆在该接电带10委托方金属膜11的一端，该挡光层15的厚度根据实际情况而定，在此不做具体限定。

[0036] 可选地，金属膜11的材料包括：金、银和钼中至少一种。

[0037] 该金属膜11用于增加该接电带10对光的吸收，则该金属膜11的材料可以为金、银或者钼中至少一种，当该金属膜11为金、银或钼中任意一种贵金属材料时，可以将该金、银或钼的颗粒涂覆在该接电带10挖设有孔洞13和槽14的一端，当该金属膜11为金、银或钼中多种贵金属材料组成的混合材料时，可以将该金、银或钼组成的混合材料的颗粒涂覆在该接电带10挖设有孔洞13和槽14的一端，该金属膜11的厚度根据实际情况进行设定，在此不做限定。

[0038] 可选地，接电带10的材料为绝缘材料。

[0039] 可选地，探测器还包括金属颗粒层，金属颗粒层设置在孔洞13和槽14的底部。

[0040] 为了增加该探测器对圆偏振光的吸收，则可以在该孔洞13和槽14的底部设置金属颗粒层（图中未示出），防止光线照射到高探测器上，该探测器不能将光线全部吸收，产生噪音，则可以在该孔洞13和槽14的底部设置金属颗粒层将照射到该探测器上的光尽量进行吸收。

[0041] 本申请实施例还提出一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器系统，该系统包括：电流测量装置和上述任意一项的基于光热电效应的圆偏振光的探测器，电流测量装置的正极和负极分别与接电带10两端的金属膜11和电极12电连接。

[0042] 将该电流测量装置的正极和负极分别与该接电带10两端的金属膜11和电极12电连接，使得该电流测量装置可以检测该探测器在圆偏振光的照射下产生的电流情况。

[0043] 可选地，电流测量装置包括：电流表、电压表和电能表中任意一种。

[0044] 该电流测量装置可以为电流表、电压表和电能表中任意一种，当该电流测量装置为电流表时，该电流表的正极和负极分别与接电带10两端的金属膜11和电极12电连接，当该电流测量装置为电压表时，该电压表的正极和负极分别与接电带10两端的金属膜11和电极12电连接，当该电流测量装置为电能表时，该电能表的正极和负极分别与接电带10两端的金属膜11和电极12电连接。

[0045] 本申请实施例还提出一种基于光热电效应的圆偏振光的探测器制备方法，制备方法包括：使用离子束刻蚀法在接电带上刻蚀多个相互平行的孔洞13和一个贯穿所有孔洞的槽；
使用电子束蒸发镀膜法在接电带上具有槽和孔洞的一端镀金属膜；
使用电子束蒸发镀膜法在接电带的另一端镀金属节，将金属节作为电极。

[0046] 可选地，该使用电子束蒸发镀膜法在接电带上具有槽和孔洞的一端镀金属膜的步骤，包括：使用电子束蒸发镀膜法垂直于接电带，对接电带具有槽14和孔洞的一端镀金属膜；
使用电子束蒸发镀膜法垂直于孔洞的一个侧壁，对孔洞的一个侧壁和槽镀金属膜；
使用电子束蒸发镀膜法垂直于孔洞的另一个侧壁，对孔洞的另一个侧壁和槽镀金属
膜。

[0047] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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