基于手性电磁场的荧光传感器及系统技术方案

本发明专利技术涉及基于手性电磁场的荧光传感器及系统，主要涉及电流测量领域。该荧光传感器包括：光接收器、聚焦透镜、第一金属结构、第二金属结构、荧光分子层、石墨烯层、热敏感层和半圆柱形透镜，当需要对待测电流进行测量的时候，使用圆偏振光通过该半圆柱形透镜对该第二金属结构进行照射，在该第一金属结构和第二金属结构之间产生手性电磁场，并将待测电流的正负极分别与该第一电极和第二电极进行电连接，该石墨烯层通电受热，使得该热敏感层受热产生形变，进而使得第一金属结构和第二金属结构之间的手性电磁场发生改变，进而改变该荧光分子层激发的荧光信号，通过该光接收器荧光信号改变的测量检测准确得到该电流的强度。

Fluorescence sensor and system based on chiral electromagnetic field

【技术实现步骤摘要】
基于手性电磁场的荧光传感器及系统
本专利技术涉及电流测量领域，主要涉及一种基于手性电磁场的荧光传感器及系统。
技术介绍
现有技术中对于电流的测量，一般是采用电学器件，常用的测电流器件有电流表、电压表和功率表，电流表、电压表和功率表均是通过电流、电压、电功率和电阻之间的关系完成对电流、电压和电功率的测量，测量结束后通过电学公式计算，得到所需电流。但是现有技术中的电流表、电压表和功率表中都存在电阻，电阻在使用一段时间之后会氧化，使得电阻的阻值发生改变，从而使得计算得到的电流产生误差，进而使得对电流的测量不准确。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种手性电磁场的荧光传感器及系统，以解决现有技术中的电流表、电压表和功率表中都存在电阻，电阻在使用一段时间之后会氧化，使得电阻的阻值发生改变，从而使得计算得到的电流产生误差，进而使得对电流的测量不准确的问题。为实现上述目的，本专利技术实施例采用的技术方案如下：第一方面，本申请提供一种基于手性电磁场的荧光传感器，荧光传感器包括：光接收器、聚焦透镜、第一金属结构、第二金属结构、荧光分子层、石墨烯层、热敏感层和半圆柱形透镜；第一金属结构和第二金属结构分部包括多个金属单元；半圆柱形透镜层平面一侧紧贴设置有热敏感层，热敏感层靠近半圆柱形透镜层的一侧镶嵌有第二金属结构，热敏感层远离半圆柱形透镜的一侧紧贴设置有石墨烯层，石墨烯层远离半圆柱形透镜的一侧紧贴设置有荧光分子层，荧光分子层远离半圆柱形透镜的一侧紧贴设置有第一金属结构，第一金属结构远离半圆柱形透镜的一侧设置有聚焦透镜，聚焦透镜远离第一金属结构的一侧设置有光接收器，石墨烯层两侧分别设置有第一电极和第二电极。可选的，该热敏感层的材料为热敏感材料。可选的，该第一金属结构和第二金属结构的金属单元的形状和尺寸均相同。可选的，该第一金属结构和第二金属结构的金属单元为尺寸相同的圆盘形。可选的，该第一金属结构的多个金属单元与第二金属结构的多个金属单元对应设置。可选的，该第一金属结构的每个金属单元与第二金属结构的相对应的每个金属单元的中垂线之间的水平距离大于两个相邻金属单元间隔的一半距离。可选的，该荧光传感器还包括第二石墨烯层，第二石墨烯层紧贴设置在第一金属结构远离半圆柱形透镜的一侧。可选的，该第一金属结构和第二金属结构的金属单元的材料均为贵金属材料。第二方面，本申请还提供一种基于手性电磁场的荧光传感系统，荧光传感系统包括电源和第一方面任意一项的荧光传感器，电源的正负极分别与荧光传感器的第一电极和第二电极电连接。本专利技术的有益效果是：本申请提供的基于手性电磁场的荧光传感器包括：光接收器、聚焦透镜、第一金属结构、第二金属结构、荧光分子层、石墨烯层、热敏感层和半圆柱形透镜，第一金属结构和第二金属结构分部包括多个金属单元；半圆柱形透镜层平面一侧紧贴设置有热敏感层，热敏感层靠近半圆柱形透镜层的一侧镶嵌有第二金属结构，热敏感层远离半圆柱形透镜的一侧紧贴设置有石墨烯层，石墨烯层远离半圆柱形透镜的一侧紧贴设置有荧光分子层，荧光分子层远离半圆柱形透镜的一侧紧贴设置有第一金属结构，第一金属结构远离半圆柱形透镜的一侧设置有聚焦透镜，聚焦透镜远离第一金属结构的一侧设置有光接收器，石墨烯层两侧分别设置有第一电极和第二电极，当需要对待测电流进行测量的时候，使用圆偏振光通过该半圆柱形透镜对该第二金属结构进行照射，在该第一金属结构和第二金属结构之间产生手性电磁场，并将待测电流的正负极分别与该第一电极和第二电极进行电连接，该石墨烯层通电受热，使得该热敏感层受热产生形变，使得该第一金属结构和第二金属结构之间的距离发生改变，进而使得第一金属结构和第二金属结构之间的手性电磁场发生改变，进而改变该荧光分子层激发的荧光信号，通过该光接收器荧光信号改变的测量检测准确得到该电流的强度，并且该荧光传感器不包含电子元件，不存在电子元件老化问题，使得该荧光传感器的使用寿命较长，并且通过手性电磁场的改变对荧光信号产生的影响的测量得到待测电流强度，将电学问题转化为光学问题，增加了测量电流强度的准确性。本申请提供的基于手性电磁场的荧光传感系统，荧光传感系统包括电源和荧光传感器，电源的正负极分别与荧光传感器的第一电极和第二电极电连接，可以实现对外界温度的测量，使用圆偏振光通过该半圆柱形透镜对该第二金属结构进行照射，在该第一金属结构和第二金属结构之间产生手性电磁场，并将电源的正负极分别与荧光传感器的第一电极和第二电极电连接，由于电源的电流强度不变，则外界环境温度改变，使得该热敏感层受热产生形变，使得该第一金属结构和第二金属结构之间的距离发生改变，进而使得第一金属结构和第二金属结构之间的手性电磁场发生改变，进而改变该荧光分子层激发的荧光信号，通过该光接收器接收道德荧光信号改变情况，就可以得到准确的该石墨烯层的温度变化情况，该石墨烯层的温度变化情况就是该外界环境温度量；并且该荧光传感系统不包含电子元件，不存在电子元件老化问题，使得该荧光传感系统的使用寿命较长，并且通过手性电磁场的改变对荧光信号产生的影响的测量得到待测环境温度，通过光学实现对环境温度的测量光学问题，增加了测量环境温度的准确性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，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专利技术的某些实施例，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。图1为专利技术实施例提供的一种基于手性电磁场的荧光传感器的结构示意图；图2为专利技术实施例提供的另一种基于手性电磁场的荧光传感器的结构示意图。图标：10-光接收器；20-聚焦透镜；30-第一金属结构；40-荧光分子层；50-石墨烯层；60-热敏感层；70-第二金属结构；80-半圆柱形透镜；90-第二石墨烯层。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一金属板实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。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。在本专利技术的描述中，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，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于手性电磁场的荧光传感器，其特征在于，所述荧光传感器包括：光接收器、聚焦透镜、第一金属结构、第二金属结构、荧光分子层、石墨烯层、热敏感层和半圆柱形透镜；所述第一金属结构和所述第二金属结构分部包括多个金属单元；所述半圆柱形透镜层平面一侧紧贴设置有所述热敏感层，所述热敏感层靠近所述半圆柱形透镜层的一侧镶嵌有所述第二金属结构，所述热敏感层远离所述半圆柱形透镜的一侧紧贴设置有所述石墨烯层，所述石墨烯层远离所述半圆柱形透镜的一侧紧贴设置有所述荧光分子层，所述荧光分子层远离所述半圆柱形透镜的一侧紧贴设置有所述第一金属结构，所述第一金属结构远离所述半圆柱形透镜的一侧设置有所述聚焦透镜，所述聚焦透镜远离所述第一金属结构的一侧设置有所述光接收器，所述石墨烯层两侧分别设置有第一电极和第二电极。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于手性电磁场的荧光传感器，其特征在于，所述荧光传感器包括：光接收器、聚焦透镜、第一金属结构、第二金属结构、荧光分子层、石墨烯层、热敏感层和半圆柱形透镜；所述第一金属结构和所述第二金属结构分部包括多个金属单元；所述半圆柱形透镜层平面一侧紧贴设置有所述热敏感层，所述热敏感层靠近所述半圆柱形透镜层的一侧镶嵌有所述第二金属结构，所述热敏感层远离所述半圆柱形透镜的一侧紧贴设置有所述石墨烯层，所述石墨烯层远离所述半圆柱形透镜的一侧紧贴设置有所述荧光分子层，所述荧光分子层远离所述半圆柱形透镜的一侧紧贴设置有所述第一金属结构，所述第一金属结构远离所述半圆柱形透镜的一侧设置有所述聚焦透镜，所述聚焦透镜远离所述第一金属结构的一侧设置有所述光接收器，所述石墨烯层两侧分别设置有第一电极和第二电极。


2.根据权利要求1所述的基于手性电磁场的荧光传感器，其特征在于，所述热敏感层的材料为热敏感材料。


3.根据权利要求1所述的基于手性电磁场的荧光传感器，其特征在于，所述第一金属结构和所述第二金属结构的所述金属单元的形状和尺寸均相同。


4.根据权利要求3所述的基于手性电磁场的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张中月，阿卜杜·外力，白瑜，李颖，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61