[发明专利]具有不规则U型金属微结构的反射型太赫兹微流传感器

说明书

本发明公开了一种具有不规则U型金属微结构的反射型太赫兹微流传感器。该太赫兹微流传感器包括衬底和盖层，所述衬底上设有金属平面反射镜，所述盖层上设有金属微结构层，所述金属平面反射镜与金属微结构层之间形成有用于被测液体流通的微流通道，当对被测液体进行测量时，所述被测液体充满所述微流通道，所述金属微结构层包括多个周期性排列的金属微结构，所述金属微结构为不规则U型结构。保障了在每次测量中被测液体的厚度是一样的，进而，避免了由于多次测量中被测液体厚度不同所带来的误差，提高了测量结果的准确性。

技术领域

本发明涉及太赫兹微流传感器，特别是涉及一种具有不规则U型金属微结构的反射型太赫兹微流传感器。

背景技术

太赫兹波(Terahertz,THz)是指频率为0.1～10THz的电磁波，其波段位于微波和红外波之间。由于具有能量低、宽带宽、穿透性强等特性，在通信、安检、生物医学等方面具有重要的应用前景。特别是在生物传感器方面，由于其光子能量低，不会对生物材料的理化性质产生影响，且其能够激发出生物大分子的集体振荡模式，所以可用于生物传感器方面的研究。如今，太赫兹生物传感器是太赫兹功能器件中的研究热点，它可以将生物活性物质作为一种识别元件，与理化换能器有机结合而形成的一种检测装置。不仅可以方便地对不同成分的样品进行检测，还可以对生物分子与药物之间发生的化学反应进行监测。

超材料(Metamaterial)是周期性排列的人工电磁材料，特殊的设计结构会表现出普通材料所不具备的特性，例如负折射，负磁导率，负电导率等方面。随着微纳加工技术的不断进步，超材料的加工技术也逐渐成熟，将基于超材料的太赫兹传感器用于生物传感方面的研究也日益增多。但是由于水对太赫兹波具有强吸收作用，且对同一被测液体往往需要多次测量，如果每次测量时被测液体的厚度不同将会影响测量结果的准确性，而现有的太赫兹生物传感器并不能精确的控制使每次被测液体的厚度相同，因此，其提供的测量结果准确性不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种不规则U型结构的反射型太赫兹微流传感器，能够确保每次测量时被测液体的厚度相同。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种具有不规则U型金属微结构的反射型太赫兹微流传感器，所述太赫兹微流传感器包括衬底和盖层，所述衬底上设有金属平面反射镜，所述盖层上设有金属微结构层，所述金属平面反射镜与金属微结构层之间形成有用于被测液体流通的微流通道，当对被测液体进行测量时，所述被测液体充满所述微流通道，所述金属微结构层包括多个周期性排列的金属微结构，所述金属微结构为不规则U型结构。

可选的，所述不规则U型结构包括第一臂、第二臂和第三臂，所述第一臂的一端与所述第二臂的一端连接，所述第二臂的另一端与所述第三臂连接，所述第二臂与所述第三臂相互垂直，所述第一臂与所述第二臂的夹角为25°～40°；所述第一臂、所述第二臂和所述第三臂的宽度为3～8μm，长度分别为76～86μm、76～86μm、46～56μm。

可选的，所述盖层与所述金属平面反射镜之间的间隔为0～20μm。

可选的，所述盖层与所述金属平面反射镜之间的间隔为7μm。

可选的，所述金属微结构的厚度为0.1～0.4μm。

可选的，所述金属微结构的厚度为0.2μm。

可选的，所述金属平面反射镜的厚度为0.1～0.4μm。

可选的，所述金属微纳结构的阵列周期为120～180μm。

可选的，所述盖层的材料为聚酰亚胺、石英、砷化镓、高阻硅、聚丙烯、玻璃、聚四氟乙烯、聚丙烯和聚甲基戊烯中的任意一种，所述衬底的材料为聚酰亚胺、石英、砷化镓、高阻硅、聚丙烯、玻璃、聚四氟乙烯、聚丙烯和聚甲基戊烯中的任意一种。