[发明专利]一种基于图像相关度检测的传感器及测试方法

说明书

本发明公开了一种基于图像相关度检测的传感器及测试方法。所述传感器包括全反射光耦合机构，其用于对入射的单色准直光进行全反射并产生倏逝波；金属颗粒层，其能够在所述倏逝波的激发下产生等离子体共振辐射和散射光；传感层，其设置在所述等离子体共振辐射和散射光向检测模块传播的路线上；检测模块，其能够依据所述等离子体共振辐射和散射光的强度分布变化而获得传感信号；其中，所述等离子体共振辐射和散射光在所述检测模块上的强度分布与所述传感层的光学特性相关。本发明的传感器集成度和灵敏度高，功能性强。

技术领域

本发明属于光学检测技术领域，具体涉及一种基于图像相关度检测的传感器及测试方法。

背景技术

传感器是一种检测物质(化学成分等)和物理量(折射率、温度、湿度、形变)变化的功能器件，其中光学传感器利用光来感知这些物理化学变化，具有精度高、速度快、低延时和并行等优势。

现有技术中，光纤传感器利用光纤中传导模式或谐振模式受外界环境变化的影响实现传感检测，虽然光纤很轻，环绕后也很小，但往往需要高性能的光源和高精度的光谱分析仪配合使用。片上集成的光学微腔传感器具有很小的体积和极高的灵敏度，但温度稳定性差，而且也需要高端的光谱仪或时间分辨测试系统配合使用。表面等离子体共振传感分析仪利用金属膜表面的表面等离子体波对外界环境的灵敏性进行传感检测，同样需要复杂的对准光路和光谱仪等大型设备。各种微纳金属/介质结构的传感器也有大量报道，精度较高，但依赖于昂贵复杂的纳米图形化加工技术，不利于广泛应用，同样也存在依赖复杂的光谱分析系统的问题。

因此，设计一种结构简单、功能齐全，同时灵敏度和集成度较高的光学传感器，显得尤为重要。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于图像相关度检测的传感器及测试方法，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种基于图像相关度检测的传感器，其包括：

全反射光耦合机构，其用于对入射的单色准直光进行全反射并产生倏逝波；

金属颗粒层，其能够在所述倏逝波的激发下生成等离子体共振辐射和散射光；

传感层，其设置在所述等离子体共振辐射和散射光向检测模块传播的路线上；

检测模块，其能够依据所述等离子体共振辐射和散射光的强度分布变化而获得传感信号；

其中，所述等离子体共振辐射和散射光在所述检测模块上的强度分布与所述传感层的光学特性相关。

本发明实施例还提供了一种基于图像相关度检测的测试方法，其包括：

提供上述的基于图像相关度检测的传感器；

采用所述传感器分别对物理和/或化学性质已知的被测试物和标样测试物进行检测，并建立被测试物的物理和/或化学特征与相应等离子体共振辐射和散射光在检测模块上的强度分布相关度之间的对应关系；

采用所述传感器对物理和/或化学特征未知的被测试物进行检测，再依据所获的相应等离子体共振辐射和散射光在检测模块上的强度分布相关度以及前述的对应关系，获得未知被测试物的物理和/或化学特征。

进一步的，所述测试方法具体包括：

将标样测试物引入所述传感器的传感层中或者将所述传感层置于标样测试环境中，记录每个探测器阵列单元测到光强I₀(1：M)；