一种古斯汉欣位移放大器、制备方法及其放大方法技术

本发明专利技术公开了一种古斯汉欣位移放大器、制备方法及其放大方法，该位移放大器包括上下两种不同折射率的介质；上层为透光的玻璃棱镜，下层为GH位移产生装置；在上层玻璃棱镜的右端刻下凹面，凹面朝向位移放大器的径斜向右上方，凹面的尺寸不超过整块玻璃棱镜的50％，位于位移放大器的右端。当光进入玻璃棱镜或玻璃薄片中传播时，接触到GH位移产生装置的薄层将会产生反射光；由于光在GH位移产生装置的表面反射时表面发生等离子体共振，将大大增加古斯汉欣位移，同时光在反射后将再次经过结构的凹面，从而将古斯汉欣位移再次进行放大。本发明专利技术实现了古斯汉欣位移的双重放大，更加便于对位移的观察和测量，制备成本低廉，移植性强，灵活性高。性高。性高。

【技术实现步骤摘要】
一种古斯汉欣位移放大器、制备方法及其放大方法


[0001]本专利技术涉及光学传感、精密测量
，具体涉及一种古斯汉欣位移放大器、制备方法及其放大方法。

技术介绍

[0002]1947年古斯和汉欣两位科学家发现光在发生全反射时，反射出来的光束会在入射点处发生一段小幅度的横向位移。这一段位移的位移量极小，通常只有数个波长的长度，这造成了该现象非常难以观察和测量，同时也对该领域的科研进展造成很大的阻碍。在过去的七十年当中，研究员们一直致力于研究如何对古斯汉欣光束进行调控和增强，使其易于测量和观察。近年来，随着大量的关于古斯汉欣位移的研究的不断进展，调控和增强古斯汉欣位移的方法和途径也越来越多，人们不断尝试通过构造不同的新的光束以及新的光学结构来研究其古斯汉欣位移，并争取实现古斯汉欣位移的增强与调控。通过不断的研究进展，古斯汉欣位移对于光学传感、精密测量技术的意义也愈趋明显。
[0003]虽然一些报道中已经实现了古斯汉欣位移的增强和调控，但是构造新型的光束或者新的光学结构可能会导致系统过于复杂，不够轻便，成本高，设备要求苛刻和不利于实现集成化。除此之外，使用金属表面产生等离子体共振的办法来放大古斯汉欣位移的办法亦需要进一步的改进。因此，如何简单直接地调整光学结构以实现古斯汉欣位移的放大便成为了一个研究新思路。同时如何在简单的光学结构中达到想要的调控效果也是一个关键的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，为了解决现有技术中的上述问题，本专利技术提出一种古斯汉欣位移放大器、制备方法及其放大方法，能对古斯汉欣位移进行放大，从而能够更精密的观察和测量古斯汉欣位移的变化量。
[0005]本专利技术通过以下技术手段解决上述问题：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种古斯汉欣位移放大器，包括上下两种不同折射率的介质；上层介质为透光的玻璃棱镜，下层介质为GH位移产生装置；
[0007]在上层玻璃棱镜的右端刻下凹面，所述凹面朝向位移放大器的径斜向右上方，凹面的尺寸不超过整块玻璃棱镜的50％，位于位移放大器的右端。
[0008]可选的，所述GH位移产生装置为不透光的金属薄片；所述金属薄片的厚度为30
‑
70nm；所述金属薄片的材质为金、铜或镍；所述玻璃棱镜的材质选择折射率为1.47的硼硅酸盐玻璃或者折射率为1.458的石英玻璃；所述玻璃棱镜的底长度为40
‑
100mm；所述玻璃棱镜的底宽度为20
‑
50mm；所述玻璃棱镜的高为20
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50mm；所述凹面的曲率半径为25
‑
200mm。
[0009]第二方面，本专利技术提供一种古斯汉欣位移放大器，包括上下两种不同折射率的介质；上层介质为透光的玻璃薄片，下层介质为GH位移产生装置；
[0010]在上层玻璃薄片的右端刻下凹面；所述凹面朝向位移放大器的径向上方，凹面的
尺寸不超过整块玻璃薄片的50％，位于位移放大器的右端。
[0011]可选的，所述玻璃薄片的材质选择折射率为1.47的硼硅酸盐玻璃或者折射率为1.458的石英玻璃；所述玻璃薄片的底长度为40
‑
100mm，所述玻璃薄片的底宽度为20
‑
50mm，所述玻璃薄片的厚度为1
‑
50mm；所述凹面的曲率半径为25
‑
5000mm。
[0012]第三方面，本专利技术提供一种古斯汉欣位移放大器，包括上下两种不同折射率的介质；上层介质为透光的玻璃薄片，下层介质为GH位移产生装置；
[0013]在上层玻璃薄片从左上端到右下端刻下凹面；所述凹面朝向位移放大器的径向上方，位于位移放大器的右上端。
[0014]可选的，所述玻璃薄片的材质选择折射率为1.47的硼硅酸盐玻璃或者折射率为1.458的石英玻璃；所述玻璃薄片的底长度为20
‑
100mm，所述玻璃薄片的底宽度为20
‑
50mm，所述玻璃薄片的厚度为1
‑
50mm；所述凹面的曲率半径为0.5
‑
5000mm。
[0015]可选的，所述GH位移产生装置为石墨烯层，所述石墨烯层下底面连接有介电材料衬底。
[0016]可选的，所述玻璃薄片的材质选择折射率为1.47的硼硅酸盐玻璃或者折射率为1.458的石英玻璃；所述玻璃薄片的底长度为20
‑
100mm；所述玻璃薄片的底宽度为20
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50mm；所述玻璃薄片的厚度为1
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50mm；所述凹面的曲率半径为0.5
‑
5000mm；所述石墨烯层的层数为1
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20层；所述介电材料衬底的厚度为1
‑
20mm。
[0017]第四方面，本专利技术提供一种所述古斯汉欣位移放大器的制备方法，包括以下步骤：
[0018]步骤1、将玻璃棱镜或玻璃薄片右端通过毛坯，粗磨加工成凹面；
[0019]步骤2、对凹面进行进一步的细磨，抛光等工序；
[0020]步骤3、通过磁控溅射对玻璃棱镜或玻璃薄片的下层进行镀膜。
[0021]第五方面，本专利技术提供采用一种古斯汉欣位移放大方法，采用所述古斯汉欣位移放大器，包括以下步骤：
[0022]当光进入玻璃棱镜或玻璃薄片中传播时，接触到GH位移产生装置的薄层将会产生反射光；由于光在GH位移产生装置的表面反射时表面发生等离子体共振，将大大增加古斯汉欣位移，同时光在反射后将再次经过结构的凹面，从而将古斯汉欣位移再次进行放大。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少包括：
[0024]1、本专利技术的古斯汉欣位移放大器通过金属与特殊凹面结构玻璃棱镜的组合使古斯汉欣位移因为金属表面等离子体共振效应得到放大的同时，再经过棱镜结构的凹面再次进行放大。经仿真结果表明，在距离装置1m处可以实现1
‑
100倍的放大的效果。该装置实现了古斯汉欣位移的双重放大，更加便于对位移的观察和测量。
[0025]2、本专利技术的古斯汉欣位移放大器制备成本低廉，制作方便，系统简单，移植性强，灵活性高。较比现有的古斯汉欣位移放大装置经济性和功能性都要强。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，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。
[0027]图1为本专利技术古斯汉欣位移放大器实施例1的结构示意图；
[0028]图2为本专利技术古斯汉欣位移放大器实施例2的结构示意图；
[0029]图3为本专利技术古斯汉欣位移放大器实施例3的结构示意图；
[0030]图4为本专利技术古斯汉欣位移放大器实施例4的结构示意图；
[0031]图5为本专利技术的仿真效果示意图。
具体实施方式
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种古斯汉欣位移放大器，其特征在于，包括上下两种不同折射率的介质；上层介质为透光的玻璃棱镜，下层介质为GH位移产生装置；在上层玻璃棱镜的右端刻下凹面，所述凹面朝向位移放大器的径斜向右上方，凹面的尺寸不超过整块玻璃棱镜的50％，位于位移放大器的右端。2.根据权利要求1所述的古斯汉欣位移放大器，其特征在于，所述GH位移产生装置为不透光的金属薄片；所述金属薄片的厚度为30
‑
70nm；所述金属薄片的材质为金、铜或镍；所述玻璃棱镜的材质选择折射率为1.47的硼硅酸盐玻璃或者折射率为1.458的石英玻璃；所述玻璃棱镜的底长度为40
‑
100mm；所述玻璃棱镜的底宽度为20
‑
50mm；所述玻璃棱镜的高为20
‑
50mm；所述凹面的曲率半径为25
‑
200mm。3.一种古斯汉欣位移放大器，其特征在于，包括上下两种不同折射率的介质；上层介质为透光的玻璃薄片，下层介质为GH位移产生装置；在上层玻璃薄片的右端刻下凹面；所述凹面朝向位移放大器的径向上方，凹面的尺寸不超过整块玻璃薄片的50％，位于位移放大器的右端。4.根据权利要求3所述的古斯汉欣位移放大器，其特征在于，所述玻璃薄片的材质选择折射率为1.47的硼硅酸盐玻璃或者折射率为1.458的石英玻璃；所述玻璃薄片的底长度为40
‑
100mm，所述玻璃薄片的底宽度为20
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50mm，所述玻璃薄片的厚度为1
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50mm；所述凹面的曲率半径为25
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5000mm。5.一种古斯汉欣位移放大器，其特征在于，包括上下两种不同折射率的介质；上层介质为透光的玻璃薄片，下层介质为GH位移产生装置；在上层玻璃薄片从左上端到右下端刻下凹面；所述凹面朝向位移放大器的径向上方，位于位移放大器的右上端。6.根据权利要求5所述的古斯汉欣位...

【专利技术属性】
技术研发人员：李波瑶，林钰培，孙敬华，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：