一种微弱光电流的探测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种用于测量微弱光电流的探测系统，用以提取噪声信号中的微 弱电学信号。
【背景技术】
[0002] 当光线入射到由贵金属构成的纳米颗粒上时，如果入射光子频率与贵金属纳米颗 粒或金属岛传导电子的整体振动频率相匹配时，纳米颗粒或金属岛会对光子能量产生很强 的吸收作用，就会发生局域表面等离激元共振现象（LSPR)。
[0003] 这种振动在激发后会迅速衰减并同时产生热电子，如果在这种金属纳米颗粒与它 周围有的半导体材料存在欧姆接触，并且这种半导体的能隙与纳米颗粒共振峰相匹配，则 一部分热电子就会越过金属纳米颗粒与半导体间的肖特基势皇进入到半导体中，从而产生 电流。根据修正福特理论有：
[0004]
【主权项】
1. 一种微弱光电流的探测系统，其特征在于，该探测系统包括用于光学成像的照明光 路，用于激发光电流的超连续谱激光系统激发光路，以及电学测量系统；其中：所述照明光 路包括光源和科勒照明系统，光源发出的光束经科勒照明系统处理后得到均匀而明亮的照 明；所述超连续谱激光系统激发光路是由超连续谱激光系统发出激光，经过斩波器后带有 一定频率，正入射到样品表面；所述电学测量系统包括与样品接触的探针、样品台、锁相放 大器和源表，其中锁相放大器与源表通过导线与探针相连，提取出微弱的光电流信号。
2. 如权利要求1所述的探测系统，其特征在于，所述照明光路包括白光光源和科勒照 明系统，其中科勒照明系统包括第一凸透镜、第一光阑、第二光阑、第二凸透镜、CMOS摄像 头、第一半反半透镜、第三凸透镜、第二半反半透镜和物镜；所述白光光源发出的光束经第 一凸透镜聚焦后，通过第一光阑和第二光阑，再依次经过第一半反半透镜、第三凸透镜和第 二半反半透镜射入物镜，最终聚焦到样品表面，而样品表面发生的反射光经所述物镜、第二 半反半透镜、第三凸透镜和第一半反半透镜射入CMOS摄像头。
3. 如权利要求2所述的探测系统，其特征在于，所述超连续谱激光系统激发光路包括 超连续谱激光系统、第一反射镜、第二反射镜、第一偏振片、1/4拨片、第二偏振片、第四凸透 镜、斩波器、第五凸透镜，以及与照明光路共用的第二半反半透镜和物镜；所述超连续谱激 光系统发出激光经过第一反射镜与第二反射镜后使其在物镜聚焦后与照明光路共轴；激光 通过第一偏振片初步变为线偏振光，之后由1/4拨片将线偏光变为圆偏光，而圆偏光经过 第二偏振片再次变为严格的线偏光；接着激光通过第四凸透镜使焦平面位于斩波器的叶片 上，形成带有一定频率的激光，再经第五凸透镜和第二半反半透镜射入物镜，聚焦于样品表 面。
4. 如权利要求3所述的探测系统，其特征在于，所述电学测量系统包括探针、样品台、 锁相放大器和源表，其中探针轻触样品台上的样品，锁相放大器与源表通过导线与探针相 连，锁相放大器又与斩波器相连。
5. 如权利要求4所述的探测系统，其特征在于，所述斩波器通过斩波器控制器与锁相 放大器相连。
6. 如权利要求4所述的探测系统，其特征在于，所述探针为两根，分别接触样品的两个 电极，两根探针均通过导线连接锁相放大器和源表。
【专利摘要】本实用新型公开了一种微弱光电流的探测系统，包括用于光学成像的照明光路，用于激发光电流的超连续谱激光系统激发光路，以及由探针、斩波器、锁相放大器、源表组成的电学测量系统。本实用新型实现了光激发贵金属表面等离激元衰退后形成的微弱光电流的探测，利用超连续谱激光系统能得到可见光到红外范围内的多个波段的激光，而利用斩波器与锁相放大器可以有效地屏蔽了噪声信号。
【IPC分类】G01N21-552
【公开号】CN204439544
【申请号】CN201520128061
【发明人】方哲宇, 杜博文, 朱星, 祖帅
【申请人】北京大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月5日