【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光子晶体制备领域，尤其是涉及一种光子晶体制备装置，还涉及一种光子晶体的制备方法。
技术介绍
1、光子晶体（photonic crystals，pc）是一种具有不同介电常数的规则形状的材料（通常是主体聚合物中的多个层或球体）的周期性排列结构，当光子（表现为波）传播通过这些材料时，光子遵循布拉格定律并实现布拉格衍射，从而导致产生结构颜色。光子晶体的反射波长和结构颜色可以根据布拉格定律通过改变晶格常数、折射率和光子晶体的方向来控制，一旦pc结构晶格改变，布拉格衍射波长就会移动，然后导致结构颜色发生变化。目前，光子晶体因其视觉光学传感优势在光学设备、生化检测领域等得到了广泛的应用，如用于检测浓度、ph等物理量的光子晶体传感器、用于检测生物分子的光子晶体生物传感器等。
2、目前，光子晶体的制备方法主要有自上而下和自下而上两种，其中三维光子晶体最常见、简便的方法是自下而上的胶体自组装法，该方法借助重力、电场力或者毛细管力将制备完成的胶体微球自组装成周期性光子结构；重力自组装依靠重力使胶体微球自然沉积到固体表面，但耗费时间长，表面形态和阵列厚度不容易控制，得到的pcs多为几种晶型的混合物。电场力自组装是将外部电场施加到表面带电的胶体颗粒上，颗粒的沉降速度随着电场的大小发生改变，该方法虽然可以通过调节电场强度与方向来控制颗粒的沉降速度，但由于静电排斥作用，所得pcs阵列的微球之间不能紧密堆积，较难控制其晶格、孔径等结构性质。
3、垂直自组装是目前使用最多的自组装方法，该方法是将载玻片垂直放入装有胶体颗粒悬浮
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提出了一种光子晶体制备装置，还涉及一种光子晶体的制备方法，克服了现有垂直自组装制备过程中晶体上容易出现大面积裂缝的缺陷。
2、为实现上述目的，本专利技术采取下述技术方案：
3、本专利技术所述的光子晶体制备装置，包括样品池、密封盖设在所述样品池上的密封单元、对样品池进行温度控制的温控系统和调节系统，所述密封单元包括密封板、设置在所述密封板下表面的安装台和设置在密封板顶面的接头，密封板和样品池围成一密封腔，所述接头与所述调节系统连接，接头和密封板具有贯通的通气孔使调节系统与所述密封腔连通，调节系统用于调节密封腔的压力；所述安装台上具有多个用于卡装载玻片的安装槽；
4、所述温控系统包括半导体制冷片和pid控制器，所述半导体制冷片设置在样品池的底部，半导体制冷片的底部还设置有高低温散热器；样品池内设置有温度传感器，所述温度传感器的信号输出端与所述pid控制器连接。
5、有益效果是：本专利技术结构简单小巧，操作灵活，不仅提供了相对密封的密封腔，本专利技术基于半导体制冷片的温控系统可将样品液的温度控制在-50℃～50℃（在达到设定温度时恒温控制2～4天即可成功制备），控温精度高，使样品液处于恒温状态，进而保证蒸发速率；调节系统可以通过调整密封腔内的压力来调节样品液的蒸发速率，通过对温度和蒸发速率进行合理的控制，进而得到大面积（2.6cm×3.0cm左右）的晶体膜，有效克服了现有垂直自组装制备过程中晶体膜容易出现大面积裂缝的缺陷。另外，本专利技术在安装台上开设了多个安装槽，可实现载玻片的集中安装，进而实现批量化制备，提高晶体膜的制备效率。
6、优选的，所述接头、密封板和安装台同中心布设，所述通气孔自上而下依次贯穿接头、密封板和安装台，有效保证调节系统和密封腔的连通性，进而通过调节压力来调节样品液的蒸发速率，避免晶体出现裂缝。
7、更优选的，多个所述安装槽围绕所述安装台的中心呈矩形结构布设，使载玻片围绕所述通气孔。本专利技术的安装槽使载玻片围绕通气孔布设，调节系统使得气流向安装台的中心处聚集，进而有助于在载玻片上形成大面积的晶体、通过管路依次连接的抽气泵和控制阀，且所述管路的一端插装在所述接头上。
8、有益效果是：本专利技术利用抽气泵对密封腔进行抽气，调整密封腔的内部压力，进而调整样品液的蒸发速率。在制备过程中，密封腔内的压力优选控制在0.05～0.1mpa，控制阀优选截止阀。
9、更优选的，所述压力监测件为压力传感器；所述管路上还设置有压力表，压力表可实时显示管路的压力，可通过压力表上的压力值判断抽气泵的工作状态。
10、本专利技术还提出了一种光子晶体的制备方法，该制备方法采用了本专利技术所述的光子晶体制备装置，具体包括以下内容：
11、将样品液倒入样品池内，将载玻片的一端部插装在安装台上的安装槽内，再将密封板固定在样品池的顶部，密封板和样品池围成一密封腔；
12、将温控系统通电，利用温控系统将样品池内的样品液加热至设定温度使样品液蒸发，利用调节系统抽气调整密封腔的压力，进而调整样品液的蒸发速率。
13、与现有技术相比，本专利技术通过相对密闭的空间以及对温度、蒸发速率进行合理的控制，获得了无裂缝的大面积晶体膜，还能实现晶体膜的批量化生产。
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1.一种光子晶体制备装置，其特征在于：包括样品池、密封盖设在所述样品池上的密封单元、对样品池进行温度控制的温控系统和调节系统，所述密封单元包括密封板、设置在所述密封板下表面的安装台和设置在密封板顶面的接头，密封板和样品池围成一密封腔，所述接头与所述调节系统连接，接头和密封板具有贯通的通气孔使调节系统与所述密封腔连通，调节系统用于调节密封腔的压力；所述安装台上具有多个用于卡装载玻片的安装槽；
2.根据权利要求1所述的光子晶体制备装置，其特征在于：所述接头、密封板和安装台同中心布设，所述通气孔自上而下依次贯穿接头、密封板和安装台。
3.根据权利要求2所述的光子晶体制备装置，其特征在于：多个所述安装槽围绕所述安装台的中心呈矩形结构布设，使载玻片围绕所述通气孔。
4.根据权利要求1所述的光子晶体制备装置，其特征在于：所述调节系统包括设置在所述样品池内的压力监测件、通过管路依次连接的抽气泵和控制阀，且所述管路的一端插装在所述接头上。
5.根据权利要求4所述的光子晶体制备装置，其特征在于：所述压力监测件为压力传感器；所述管路上还设置有压力表。<...
【技术特征摘要】
1.一种光子晶体制备装置，其特征在于：包括样品池、密封盖设在所述样品池上的密封单元、对样品池进行温度控制的温控系统和调节系统，所述密封单元包括密封板、设置在所述密封板下表面的安装台和设置在密封板顶面的接头，密封板和样品池围成一密封腔，所述接头与所述调节系统连接，接头和密封板具有贯通的通气孔使调节系统与所述密封腔连通，调节系统用于调节密封腔的压力；所述安装台上具有多个用于卡装载玻片的安装槽；
2.根据权利要求1所述的光子晶体制备装置，其特征在于：所述接头、密封板和安装台同中心布设，所述通气孔自上而下依次贯穿接头、密封板和安装台。
3.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵无垛，张路阳，张家恒，陈欢，黄云欢，潘茂庚，马姗姗，隋博，王宇欣，张书胜，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：
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