，有一种金属材料制成的外壳，包括基座
1、基座2、光通道气体吸收腔外壳5 ;遮光片6、遮光片7，分别位于气体吸收腔5的两端；密封圈4、密封圈8分别用来粘结基座1、遮光片6和基座2、遮光片8 ;光通道气体吸收腔外壳5上下两端分别有气体入口 9和气体出口 10，以保证气体吸收腔3中始终含有待测气体；基于超材料的自选频红外源11固定在基座1上，红外探测器12固定在基座2上，并且自选频红外源11的发射面和红外探测器12的接收面共有一条中心垂直线，如图1所示。
[0026]本发明所述的基于超材料的自选频红外源11，包括微热源层和自选频结构层。
[0027]本发明所述的微热源层，如图2所示，包括电极13、电极14、电极15、电极16、基底17、热源线圈18、空腔19。热源线圈18的两端分别与电极13和电极15相连。
[0028]本发明所述的自选频结构层，包括基底20、电极21、电极22和构成点电开口谐振环阵列的电开口谐振环23。本发明所述的电开口谐振环阵列，与电极21和电极22相连，如图3所示。
[0029]本发明所述的电开口谐振环23，如图4所示，包括基底20、大热膨胀系数材料层24、悬臂25和金属层26。其中金属层26与电极21或电极22相连。
[0030]进一步地，金属层26所连电极21或电极22无偏置电压时，悬臂25平铺于基底20上，如图4所示；对金属层26所连电极21或电极22加载偏置电压时，悬臂25的金属层26和大热膨胀系数层24温度升高，由于大热膨胀系数层24的热膨胀系数大于金属层，悬臂25与基底20分离，向上弯曲，如图5所示。
[0031]更进一步地，本发明所述的自选频结构层置于本发明所述的微热源层之上，并且自选频结构层的电极21与微热源层电极14相连，自选频结构层的电极22与微热源层的电极16相连。
[0032]为实现基于超材料的自选频红外源的自选频功能，具体实现方式如下:
[0033]对微热源层的电极13和电极15加载驱动电压，使自选频红外源的温度升高。
[0034]同时，对电极14和电极16加载偏置电压，当对电极14和电极16加载的偏置电压均为“0”时，基于超材料的自选频红外源发出窄带宽准单色红外光的中心波长为λ1;当对电极14和电极16加载的偏置电压分别为“0”和“ 1”或“ 1 ”和“0”时，基于超材料的自选频红外源发出的窄带宽准单色红外光的中心波长为λ2;当对电极14和电极16加载的偏置电压分别为“ 1”和“ 1”时，基于超材料的自选频红外源发出的窄带宽准单色红外光的中心波长为λ3。从而使得基于超材料的自选频红外源实现自选频功能。
[0035]本发明所述的基于超材料的可调红外气体传感器，待测气体由气体入口 9进入光通道气体吸收腔内3内，基于超材料的自选频红外源发出的窄带宽准单色红外光经过滤光片6后，滤掉可见光噪声部分。通过调节加载在电极14和电极16的偏置电压，使窄带宽准单色红外光的中心波长对应不同待测气体的红外光谱吸收波长。被吸收的红外光谱通过滤光片7再次过滤可见光噪声部分，由红外探测器12接收，并将光信号转换成电信号输出，实现对不同气体的可调探测。
[0036]尽管上面对本发明说明性的【具体实施方式】进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于【具体实施方式】的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
【主权项】
1.一种基于超材料的可调非色散红外气体传感器，其特征在于:包括基于超材料的自选频红外源、红外探测器、遮光片和外壳。2.如权利要求1所述的基于超材料的可调非色散红外气体传感器，其特征在于:所述外壳包括光通道气体吸收腔外壳和两个基座，其中光通道气体吸收腔的上下两端分别有气体入口和气体出口。3.如权利要求1所述的基于超材料的可调非色散红外气体传感器，其特征在于:所述遮光片位于光通道气体吸收腔两端，用于过滤可见光噪声部分。4.如权利要求1所述的基于超材料的可调非色散红外气体传感器，其特征在于:所述的基于超材料的自选频红外源固定在所述的一个基座上，包括微热源层和自选频结构层。5.如权利要求4所述的基于超材料的可调非色散红外气体传感器，其特征在于:所述微热源层包括基底、4个电极、空腔和热源线圈，其中热源线圈两端分别与两个电极相连。6.如权利要求4所述的基于超材料的可调非色散红外气体传感器，其特征在于:所述自选频结构层包括基底、大热膨胀系数材料、金属层、两个电极和电开口谐振环阵列。
【专利摘要】本发明公开一种基于超材料的可调非色散红外气体传感器，适用于气体检测领域，包括一个基于超材料的自选频红外源、一个红外探测器、一个光通道气体吸收腔、两块滤光片。两个滤光片分别位于光通道气体吸收腔两端，基于超材料的自选频红外源和红外探测器分别固定在该气体传感器的内部两端，并且两块滤光片、自选频红外源发射面和红外探测器接收面相互平行，并与光通道气体吸收腔的中心轴线垂直。本发明通过对超材料两个电极施加不同模式的驱动电压，输出不同中心波长的窄带宽准单色红外光，实现红外源的自选频功能，并对应不同气体分子的红外光谱选择吸收特性，实现对不同气体的可调探测。
【IPC分类】G01N21/3518
【公开号】CN105486654
【申请号】CN201510690044
【发明人】周虎川, 杨帆, 袁飞, 高 豪, 高源
【申请人】成都市亿泰科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年10月23日