一种太赫兹光栅温度传感器和温度检测方法技术

本申请实施例提供了一种太赫兹光栅温度传感器和温度检测方法，属于光电子技术领域，所述温度传感器包括太赫兹激光器、全介质超材料光栅、以及光谱分析设备，其中，所述全介质超材料光栅设置在所述太赫兹激光器预设的光轴上，所述光谱分析设备设置在所述全介质超材料光栅预设的出光方向上；所述全介质超材料光栅由全介质超材料组成；所述全介质超材料光栅的光栅常数为预设的狭缝的透光缝宽的2倍，所述狭缝的深度与所述全介质超材料光栅的厚度相同。采用本申请，能够实现太赫兹波段的温度检测。

A THz Grating Temperature Sensor and Temperature Detection Method

The embodiment of this application provides a terahertz grating temperature sensor and a temperature detection method, belonging to the field of Optoelectronics technology. The temperature sensor includes a terahertz laser, an all-dielectric supermaterial grating and a spectral analysis device, wherein the all-dielectric supermaterial grating is set on the optical axis preset by the terahertz laser, and the spectral analysis device is set on the optical axis preset by the terahertz laser. The preset light direction of the all-dielectric supermaterial grating is described; the all-dielectric supermaterial grating is composed of all-dielectric supermaterial; the grating constant of the all-dielectric supermaterial grating is twice the width of the transmissive slit of the preset slit, and the depth of the slit is the same as the thickness of the all-dielectric supermaterial grating. With this application, temperature detection in terahertz band can be realized.

【技术实现步骤摘要】
一种太赫兹光栅温度传感器和温度检测方法
本申请涉及光电子
，特别是涉及一种太赫兹光栅温度传感器和温度检测方法。
技术介绍
环境温度的检测在工业生产和日常生活中非常必要。常用的环境温度检测方法为通过放置在某一环境中的光学温度传感器，对该环境的环境温度进行检测。传统的光学温度传感器由产生可见光的半导体激光器、光子晶体光纤、以及光谱仪组成。在使用中，光学温度传感器可以通过半导体激光器产生可见光，可见光作为光子晶体光纤的入射光，入射到光子晶体光纤中；然后，通过光谱仪接收光子晶体的出射光，并对出射光进行光谱分析，得到出射光的光谱中波谷的频率；之后，光学温度传感器根据预设的频率与温度的对应关系，确定环境温度。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种太赫兹光栅温度传感器和温度检测方法，以实现基于太赫兹激光进行温度检测。具体技术方案如下：第一方面，提供了一种太赫兹光栅温度传感器，所述温度传感器包括太赫兹激光器、全介质超材料光栅、以及光谱分析设备，其中，所述全介质超材料光栅设置在所述太赫兹激光器预设的光轴上，所述光谱分析设备设置在所述全介质超材料光栅预设的出光方向上；所述全介质超材料光栅由全介质超材料组成；所述全介质超材料光栅的光栅常数为预设的狭缝的透光缝宽的2倍，所述狭缝的深度与所述全介质超材料光栅的厚度相同。可选的，所述全介质超材料包括硅或硅化合物。可选的，所述太赫兹激光器的光轴垂直于所述全介质超材料光栅预设的接收面，以使所述太赫兹激光器产生的太赫兹激光垂直入射所述全介质超材料光栅。可选的，所述光谱分析设备包括光谱仪。第二方面，提供了一种温度检测方法，所述方法包括：接收环境温度检测指令；基于所述环境温度检测指令和预设的太赫兹激光器，生成太赫兹激光；通过预设的全介质超材料光栅，接收所述太赫兹激光，得到透射光；通过预设的光谱分析设备接收所述透射光，对所述透射光进行分析，得到当前环境的环境温度。可选的，所述太赫兹激光垂直入射所述全介质超材料光栅。可选的，所述全介质超材料光栅由以预设的光栅常数为刻蚀间隔、预设的透光缝宽为刻蚀宽度、预设的光栅长度为刻蚀长度、以及所述全介质超材料光栅的厚度为刻蚀深度，对预先存储的硅板进行刻蚀得到。第三方面，提供了一种温度检测装置，所述装置包括：第一接收模块，用于接收环境温度检测指令；生成模块，用于基于所述环境温度检测指令和预设的太赫兹激光器，生成太赫兹激光；第二接收模块，用于通过预设的全介质超材料光栅，接收所述太赫兹激光，得到透射光；分析模块，用于通过预设的光谱分析设备接收所述透射光，对所述透射光进行分析，得到当前环境的环境温度。可选的，所述太赫兹激光垂直入射所述全介质超材料光栅。可选的，所述全介质超材料光栅由以预设的光栅常数为刻蚀间隔、预设的透光缝宽为刻蚀宽度、预设的光栅长度为刻蚀长度、以及所述全介质超材料光栅的厚度为刻蚀深度，对预先存储的硅板进行刻蚀得到。第四方面，提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现第二方面任一所述的方法步骤。第五方面，提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第二方面任一所述的方法步骤。本申请实施例提供了一种太赫兹光栅温度传感器和温度检测方法，温度传感器包括太赫兹激光器、全介质超材料光栅、以及光谱分析设备。由于全介质超材料光栅由全介质超材料组成，全介质超材料的折射率随环境温度的变化而变化，太赫兹激光透过全介质超材料光栅得到透射光的透射光谱中波谷对应的频率也不同，因此，可以通过分析透射光谱中波谷对应的频率确定环境温度，采用本申请，能够实现太赫兹波段的温度检测。当然，实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。图1为本申请实施例提供的一种太赫兹光栅温度传感器的结构示意图；图2a为本申请实施例提供的一种全介质超材料光栅的主视图；图2b为本申请实施例提供的一种光栅结构单元的主视图；图2c为本申请实施例提供的一种光栅结构单元的俯视图；图3为本申请实施例提供的一种温度检测方法的方法流程图；图4为本申请实施例提供的一种全介质超材料光栅的折射率随环境温度变化的示意图；图5为本申请实施例提供的一种不同环境温度的透射光谱图的示意图；图6为本申请实施例提供的一种温度检测装置的结构示意图；图7为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。图例说明101太赫兹激光器102全介质超材料光栅103光谱分析设备210光栅结构单元211狭缝212栅区具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本申请实施例提供了一种太赫兹光栅温度传感器，可以基于太赫兹激光，实现对环境温度的检测。如图1所示，为本申请提供的一种太赫兹光栅温度传感器的结构示意图，其中，温度传感器包括太赫兹激光器101、全介质超材料光栅102、以及光谱分析设备103。全介质超材料光栅102设置在太赫兹激光器101预设的光轴上，光谱分析设备103设置在全介质超材料光栅102预设的出光方向上；全介质超材料光栅102由全介质超材料组成；全介质超材料光栅102的光栅常数为预设的狭缝211的透光缝宽的2倍，狭缝211的深度与全介质超材料光栅102的厚度相同。在实施中，太赫兹激光为频率在0.1THz～10THz之间的电磁波。太赫兹激光器101可以是任一能够产生太赫兹激光的激光器，例如，太赫兹激光器101可以是型号为Leo-50的飞秒激光器。太赫兹激光器101的光轴可以是太赫兹激光器101产生的太赫兹激光的传播方向，或者，也可以是太赫兹激光器101预设的出光面的法线方向。全介质超材料光栅102由全介质超材料组成，如图2a所示，为本申请提供的一种全介质超材料光栅102的主视图，全介质超材料光栅102包括多条等宽等间隔平行分布的狭缝211，以及狭缝211相邻的栅区212。其中，每条狭缝211和相邻的一个栅区212组成光栅结构单元210，如图2b所示，为本申请提供的一种光栅结构单元210的主视图。如图2c所示，为本申请提供的一种光栅结构单元210的俯视图，在每个光栅结构单元210中，光栅常数p为预设的狭缝211的透光缝宽a的2倍，即狭缝211的透光缝宽与栅区212的宽度相同，狭缝211的深度d与全介质超材料光栅102的厚度d相同。本申请提供了一种全介质超材料光栅102，其中，光栅常数p为200μm，透光缝宽为100μm，狭缝211的深度与全介质超材料光栅102的厚度均为100μm。可选的，构成全介质超材料光栅10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太赫兹光栅温度传感器，其特征在于，所述温度传感器包括太赫兹激光器、全介质超材料光栅、以及光谱分析设备，其中，所述全介质超材料光栅设置在所述太赫兹激光器预设的光轴上，所述光谱分析设备设置在所述全介质超材料光栅预设的出光方向上；所述全介质超材料光栅由全介质超材料组成；所述全介质超材料光栅的光栅常数为预设的狭缝的透光缝宽的2倍，所述狭缝的深度与所述全介质超材料光栅的厚度相同。

【技术特征摘要】
1.一种太赫兹光栅温度传感器，其特征在于，所述温度传感器包括太赫兹激光器、全介质超材料光栅、以及光谱分析设备，其中，所述全介质超材料光栅设置在所述太赫兹激光器预设的光轴上，所述光谱分析设备设置在所述全介质超材料光栅预设的出光方向上；所述全介质超材料光栅由全介质超材料组成；所述全介质超材料光栅的光栅常数为预设的狭缝的透光缝宽的2倍，所述狭缝的深度与所述全介质超材料光栅的厚度相同。2.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，所述全介质超材料包括硅或硅化合物。3.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，所述太赫兹激光器的光轴垂直于所述全介质超材料光栅预设的接收面，以使所述太赫兹激光器产生的太赫兹激光垂直入射所述全介质超材料光栅。4.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，所述光谱分析设备包括光谱仪。5.一种温度检测方法，其特征在于，所述方法包括：接收环境温度检测指令；基于所述环境温度检测指令和预设的太赫兹激光器，生成太赫兹激光；通过预设的全介质超材料光栅，接收所述太赫兹激光，得到透射光；通过预设的光谱分析设备接收所述透射光，对所述透射光进行分析，得到当前环境的环境温度。6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨大全，张超，兰楚文，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11