一种微型光谱测量装置及光谱测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种微型光谱测量装置及光谱测量方法，微型光谱测量装置包含可调谐石墨烯滤光单元、电压控制单元、宽谱探测单元、数据处理和光谱显示单元。可调谐石墨烯滤光单元主体采用加载顶栅的石墨烯

【技术实现步骤摘要】
一种微型光谱测量装置及光谱测量方法


[0001]本专利技术属于光电探测
，具体涉及一种微型光谱测量装置及光谱测量方法。

技术介绍

[0002]光谱探测是物质成分分析、材料表征的重要手段，近年来随着水下科学考察、快速医学检测、土壤和农作物分析、食品生产线监测、大气组分监测等领域的发展，对光谱探测装置的小型化、低成本、低功耗的需求不断增长。此外，上述领域的光谱探测由于面临野外、水下、高空等操作环境或对探测实时性有较高要求，难以采用先采样后送至实验室进行光谱检测的工作方式，并且对光谱探测装置的集成度有更高需求。然而，传统光谱仪受限于光谱探测机理，通常需要体积较大的色散光学系统或干涉仪光路、光路需满足一定长度且需使用探测器阵列，导致了光谱仪的体积大和集成化低。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本专利技术提供了一种微型光谱测量装置及光谱测量方法。利用石墨烯费米能级随外加电压调控的物理机制，以及光谱重构算法，可在单一像元实现光谱测量，无需色散光学系统，从而有效缩小光谱探测装置的尺寸和提高集成度。
[0004]为了达到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微型光谱测量装置，其特征在于，包含可调谐石墨烯滤光单元(1)、电压控制单元(2)、宽谱探测单元(3)、光谱重构计算单元(4)和光谱显示单元(5)；所述可调谐石墨烯滤光单元(1)与所述电压控制单元(2)电连接；所述电压控制单元(2)用于为所述可调谐石墨烯滤光单元(1)提供可控电压；所述宽谱探测单元(3)紧密贴合在所述可调谐石墨烯滤光单元(1)上；所述宽谱探测单元(3)将透过所述可调谐石墨烯滤光单元(1)的透射光转换为光电流信号；所述宽谱探测单元(3)与所述光谱重构计算单元(4)电连接；所述光谱重构计算单元(4)用于对来自于所述宽谱探测单元(3)的光电流信号信息进行计算处理，得到光谱数据；所述光电流信号信息包括不少于1种的透射光下的光电流信号；所述光谱重构计算单元(4)与所述光谱显示单元(5)电连接；所述光谱显示单元(5)用于接收来自于所述光谱重构计算单元(4)的光谱数据，显示光谱分布。2.根据权利要求1所述的微型光谱测量装置，其特征在于，所述可调谐石墨烯滤光单元(1)包括石墨烯
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金属混合超表面(11)与离子凝胶顶栅(12)；所述离子凝胶顶栅(12)粘合在所述石墨烯
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金属混合超表面(11)的第一侧面(111)上；所述离子凝胶顶栅(12)与所述电压控制单元(2)电连接。3.根据权利要求2所述的微型光谱测量装置，其特征在于，所述宽谱探测单元(3)包括宽谱光电探测器(31)和读出电路(32)；所述宽谱光电探测器(31)与所述石墨烯
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金属混合超表面(11)长宽相同，所述宽谱光电探测器(31)通过微纳加工工艺紧密贴合在所述石墨烯
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金属混合超表面(11)的第二侧面(112)上；所述宽谱光电探测器(31)接收透过所述石墨烯
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金属混合超表面(11)的光，进行光电转换，生成光电流信号；所述读出电路(32)与所述宽谱光电探测器(31)电连接，采集所述宽谱光电探测器(31)生成的光电流信号，并传输至所述光谱重构计算单元(4)。4.根据权利要求1所述的微型光谱测量装置，其特征在于，所述光谱显示单元(5)还显示光谱微分和积分选项。5.一种光谱测量方法，其特征在于，包括：S1、获取可调谐石墨烯滤光单元与宽谱探测单元的组合器件的光谱响应度信息；所述光谱响应度信息包括M*N光谱响应度；所述M表征加载在所述可调谐石墨烯滤光单元的控制电压级数；所述N表征波长不同的输入光的个数；所述光谱响应度表示为t(U
m
,λ
n
)，表征在电压为U
m
，输入光波长为λ
n
时的光谱响应度；S...

【专利技术属性】
技术研发人员：董继铎，臧晴，刘阳，魏斌斌，张浩，邹润，刘春恒，韩兴斌，侯进永，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院系统工程研究院，
类型：发明
国别省市：