[发明专利]基于表面等离激元的高精度光学验电装置及系统

说明书

本申请涉及基于表面等离激元的高精度光学验电装置及系统，具体而言，涉及电荷量检测领域。本申请提供的基于表面等离激元的高精度光学验电装置，当需要待测电荷区域的电荷量进行检测时，待测电荷区域的电荷通过该验电部进入到该第一薄膜和第二薄膜上，第一薄膜和第二薄膜在同性电荷的斥力的作用下相互远离，并且由于该连接部的存在，该第一薄膜、第二薄膜和连接部之间形成的夹角变大，进而使得光信号与该第一光栅部和第二光栅部表面的耦合情况发生改变，即改变了传递到该光探测器上的光信号的光谱，通过光探测器检测的光信号的光谱的变化情况，并根据该光谱的变化情况与待测电荷量的对应关系，得到待测电荷量。

技术领域

本申请涉及电荷量检测领域，具体而言，涉及一种基于表面等离激元的高精度光学验电装置及系统。

背景技术

验电装置时日常用于检测电荷量大小的装置，通过对电荷量的检测，电荷量简称电荷，是物体所带电荷的量值，电量的国际单位是库仑，通过对电荷量的检测并通过计算就可以得到其他电学参数。

现有技术中，一般获取电荷量通过电学公式，通过电荷量、电流和时间的关系；或者通过电荷量、电容和电压的关系，通过测量得到其他的电学参数，然后通过电学公式进行计算，进而得到待测电荷量。

但是，由于现有技术中需要对多种电学参数进行测量，在测量其他电学参数中易于引入误差，使得检测得到的电荷量不准确，或者由于现有技术中检测其他电学参数的仪器精度不足，使得最终通过计算得到的电荷量不够精确。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种基于表面等离激元的高精度光学验电装置及系统，以解决现有技术中由于现有技术中需要对多种电学参数进行测量，在测量其他电学参数中易于引入误差，使得检测得到的电荷量不准确，或者由于现有技术中检测其他电学参数的仪器精度不足，使得最终通过计算得到的电荷量不够精确的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种基于表面等离激元的高精度光学验电装置，装置包括：避光盒、光源、光探测器、连接部、验电部、第一薄膜、第二薄膜、第一石墨烯层、第二石墨烯层、第一光栅部和第二光栅部；光源和光探测器设置在避光盒内部相对的两个面上，验电部的一端贯穿避光盒的外壁伸入到避光盒内部，另一端设置在避光盒的外部，且验电部与光源和光探测器的连线垂直，连接部与避光盒内部的验电部的一端连接，第一薄膜和第二薄膜的一端均与连接部可转动连接，光源和光探测器的连接线均经过第一薄膜和第二薄膜，第一石墨烯层设置在第一薄膜远离第二薄膜的一侧，第一光栅部设置在第一石墨烯层远离第一薄膜的一侧，第二石墨烯层设置在第二薄膜远离第一薄膜的一侧，第二光栅部设置在第二石墨烯层远离第二薄膜的一侧。

可选地，该第一薄膜和第二薄膜之间填充有形变部，形变部的材料为电致伸缩材料。

可选地，该装置还包括第三石墨烯层和第四石墨烯层，第三石墨烯层设置在第一光栅部远离第一薄膜的一侧，第四石墨烯层设置在第二光栅部远离第二薄膜的一侧。

可选地，该装置还包括贵金属层，贵金属层设置在第一薄膜和第二薄膜远离连接部的一端与避光盒内壁之间。

可选地，该第一光栅部和第二光栅部的材料为电致伸缩材料。

可选地，该第一薄膜和第二薄膜均为导电膜。

可选地，该第一光栅部和第二光栅部的栅距均为50nm-200nm。

可选地，该第一石墨烯层和第二石墨烯层均为多个相互平行设置的条状石墨烯，且多个条状石墨烯与第一光栅部和第二光栅部的光栅条之间的夹角均为30度-160度。