一种光感知结构组、光谱成像仪及其使用方法与流程

文档序号:34243294发布日期:2023-05-25 01:12阅读:70来源:国知局
技术简介:
本专利针对现有光谱成像仪体积大、成本高、功耗高的问题,提出一种基于移动部件的光感知结构组。通过金属纳米结构体与移动装置协同工作,动态调整特征单元与光源的相对位置,实现超宽带频谱感知,显著降低系统复杂度和尺寸,满足微型化需求。
关键词:光感知结构组,光谱成像仪

本文涉及但不限于微纳器件,尤其涉及一种光感知结构组、光谱成像仪及其使用方法。


背景技术:

1、目前,光谱成像仪在科学与工艺研究领域作为最强大和最广泛的工具而使用。台式实验室级的光谱成像仪系统,利用块状的光学设备、移动部分以及长的传输路径能够实现非平行、超高分辨率以及宽频谱范围。

2、然而,快速发展的应用空间使得光谱成像仪应用于频谱分析等诸多领域,这些应用领域需要光谱成像仪具有较小的物理尺寸、较低的成本以及功率消耗。例如,对于可携带和手持频谱分析设备需要整个系统的尺寸降低到厘米级尺度,更多极限小型化产品需要整个系统的尺寸降低至亚毫米级别。


技术实现思路

1、以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

2、本技术实施例提供一种光感知结构组、光谱成像仪及其使用方法。

3、本技术实施例提供了一种光感知结构组。所述光感知结构组包括:

4、热光探测器,包括至少一个特征单元结构,所述特征单元结构包括多个金属纳米结构体;以及

5、移动装置,包括至少一个移动部件,所述移动部件与所述特征单元结构一一成组对应设置;所述移动部件被设置为带动所述特征单元结构移动,以改变所述特征单元结构与待检测光源的相对位置。

6、在一示例性实施例中,所述移动部件包括至少一个第一移动部件,所述第一移动部件被配置为带动所述特征单元结构沿第一移动方向移动;或者,

7、所述移动部件包括至少一个第二移动部件,所述第二移动部件被配置为带动所述特征单元结构沿第二移动方向移动;或者,

8、所述移动部件包括至少一个第三移动部件,所述第三移动部件被配置为带动所述特征单元结构沿所述第一移动方向以及所述第二移动方向移动;

9、其中,所述第一移动方向与所述第二移动方向不同,且所构成的平面与所述特征单元结构所在的平面相平行。

10、在一示例性实施例中,所述第一移动部件包括:

11、第一极板,设有用于输入第一电压的第一电压接口;

12、第二极板,与所述第一极板沿所述第一移动方向相对且间隔设置;所述第二极板设有用于输入第二电压的第二电压接口;以及

13、移动部,位于所述第一极板和所述第二极板之间,且所述移动部被配置为在所述第一电压和所述第二电压的电压差的作用下带动所述特征单元结构沿所述第一移动方向移动。

14、在一示例性实施例中,所述移动部包括:

15、第一部分;

16、第二部分,与所述第一部分沿所述第一移动方向相对且间隔设置;以及

17、连接部件,位于所述第一部分和所述第二部分之间;所述第一部分与所述第二部分经由所述连接部件相连接。

18、在一示例性实施例中,所述连接部件包括:

19、第一延伸臂;

20、第二延伸臂,与所述第一延伸臂沿所述第一移动方向相对且间隔设置;以及

21、连接臂,位于所述第一延伸臂和所述第二延伸臂之间;所述连接臂沿着所述第一移动方向延伸,且所述连接臂沿所述第一移动方向的一端部与所述第一延伸臂连接,所述连接臂沿所述第一移动方向的另一端部与所述第二延伸臂连接;

22、其中,所述第一延伸臂与所述第一部分连接,所述第二延伸臂与所述第二部分连接。

23、在一示例性实施例中,所述第一延伸臂和所述第二延伸臂位于所述连接臂沿所述第一移动方向的同一侧;

24、所述第一延伸臂靠近所述连接臂的一端与所述连接臂连接,所述第一延伸臂远离所述连接臂的一端与所述第一部分连接;

25、所述第二延伸臂靠近所述连接臂的一端与所述连接臂连接,所述第二延伸臂远离所述连接臂的一端与所述第二部分连接。

26、在一示例性实施例中,所述第一移动部件包括至少一个第一梳齿和至少一个第二梳齿;

27、所述第一梳齿设于所述第一极板和所述第二极板中的至少一个,所述第一梳齿沿着所述第一移动方向且向着所述第一移动部件的中心方向延伸;

28、所述第二梳齿设于所述移动部,且沿着所述第一移动方向与所述第一梳齿相向延伸。

29、在一示例性实施例中,所述第二移动部件包括:

30、支撑件;

31、第三极板,设有用于输入第三电压的第三电压接口,且安装至所述支撑件;

32、第四极板,与所述第三极板沿所述第二移动方向相对且间隔设置;所述第四极板设有用于输入第四电压的第四电压接口,且所述第四极板安装至所述支撑件;以及

33、移动架,至少部分位于所述第三极板和所述第四极板之间,且所述移动架被配置为在所述第三电压和所述第四电压的电压差的作用下带动所述特征单元结构沿所述第二移动方向相对所述支撑件移动。

34、在一示例性实施例中,所述移动架包括:

35、移动主体,沿所述第二移动方向延伸;

36、第一移动臂,安装至所述移动主体,且所述第一移动臂的至少部分位于所述第三极板和所述第四极板之间;

37、第二移动臂,安装至所述移动主体,且与所述第一移动臂位于所述移动主体延伸方向的同一侧,所述第二移动臂的至少部分位于所述第三极板和所述第四极板之间。

38、在一示例性实施例中,所述移动架还包括:

39、第一辅助承载臂,安装至所述移动主体;所述第一辅助承载臂位于所述第一移动臂和所述第二移动臂之间;

40、第二辅助承载臂,安装至所述移动主体,且与所述第一辅助承载臂位于所述移动主体延伸方向的同一侧;所述第二辅助承载臂位于所述第一移动臂和所述第二移动臂之间;

41、其中,所述特征单元结构位于所述第一辅助承载臂和所述第二辅助承载臂所共同构成的承载面。

42、在一示例性实施例中,所述第二移动部件还包括:

43、第五极板,设有用于输入第五电压的第五电压接口,且安装至所述支撑件;所述第五极板位于所述第三极板远离所述第四极板的一侧;

44、第六极板,与所述第五极板沿所述第二移动方向相对且间隔设置,所述第六极板位于所述第四极板远离所述第三极板的一侧;所述第六极板设有用于输入第六电压的第六电压接口,且所述第六极板安装至所述支撑件;

45、所述移动架的至少部分位于所述第五极板与所述第三极板之间,且所述移动架的至少部分位于所述第六极板与所述第四极板之间;

46、其中,所述第五电压与所述第三电压相同,所述第六电压与所述第四电压相同。

47、在一示例性实施例中,所述移动架还包括:

48、第三移动臂,安装至所述移动主体,且所述第三移动臂的至少部分位于所述第五极板与所述第三极板之间;

49、第四移动臂,安装至所述移动主体,且与所述第三移动臂位于所述移动主体延伸方向的同一侧,所述第四移动臂的至少部分位于所述第六极板与所述第四极板之间。

50、在一示例性实施例中,所述第二移动部件还包括至少一个第三梳齿和至少一个第四梳齿;

51、所述第三梳齿设于所述第三极板和所述第四极板中的至少一个,所述第三梳齿沿着所述第二移动方向且向着所述第二移动部件的中心方向延伸;

52、所述第四梳齿设于所述移动架,且沿着所述第二移动方向与所述第三梳齿相向延伸。

53、在一示例性实施例中,所述第三移动部件包括一个所述第一移动部件和一个所述第二移动部件;所述第二移动部件设于所述第一移动部件之内,且所述特征单元结构设于所述第二移动部件;

54、所述特征单元结构连同所述第二移动部件在所述第一移动部件带动下沿所述第一移动方向移动。

55、一种光谱成像仪,包括上述任一实施例所述的光感知结构组。

56、一种光谱成像仪的使用方法,应用于上述任一实施例所述的光谱成像仪;所述使用方法包括:

57、将所述热光探测器设置有所述金属纳米结构体的一侧朝向待检测光源;

58、调节所述移动部件,使得所述移动部件带动所述特征单元结构移动,以改变所述特征单元结构与所述待检测光源的相对位置。

59、本技术实施例所提供的光感知结构组通过设置移动部件,利用移动部件带动特征单元结构移动,以改变特征单元结构与待检测光源两者的相对位置,降低了光谱成像仪的结构复杂性,且实现了在超宽带范围内频谱的感知。

60、实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书实施例中阐述,并且,部分地从说明书实施例中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本技术实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

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