專利名稱：基于光纖及超材料的電磁波傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測電磁波的傳感器，尤其涉及一種基于光纖及超材料的電磁波傳感器。
背景技術(shù)：
電磁波(又稱電磁輻射)是由同相振蕩且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式移動，其傳播方向垂直于電場與磁場構(gòu)成的平面，有效的傳遞能量和動量。按照頻率分類，從低頻率到高頻率，電磁波包括有無線電波、微波、太赫茲波、紅外線、可見光、紫外光、X-射線和伽馬射線等等。電磁波傳感器是獲取電磁波輻射信息的器件，現(xiàn)有的電磁波傳感器通常由四個基本部分組成收集器負(fù)責(zé)收集目標(biāo)輻射的電磁波能量，如天線，透鏡組等；探測器主要用于將收集到的地磁波輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能或電能，如光電管、光敏元件或熱敏元件等；處理器對轉(zhuǎn)換后的信號進(jìn)行各種處理，如信號放大、變化或編碼等；輸出器輸出信息的裝置，如掃描攝像儀，陰極射線管等。然而，上述現(xiàn)有的電磁波傳感器檢測靈敏度低、體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不利于制作集成及容易受電磁干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于光纖及超材料的電磁波傳感器，其檢測靈敏度高、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、利于制作集成及不受電磁干擾。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，提出一種基于光纖及超材料的電磁波傳感器，其包括吸波超材料、第一耦合器、第一光纖臂、第二光纖臂及第二耦合器；該吸波超材料吸收電磁波而改變自身的溫度并將變化后的溫度傳導(dǎo)至第一光纖臂；該第一耦合器用以將光束分離為第一光束和第二光束；該第一光纖臂用于傳導(dǎo)第一光束，第二光纖臂用于傳導(dǎo)第二光束；當(dāng)該吸波超材料溫度發(fā)生變化使該第一光纖臂溫度發(fā)生變化時，第一光束響應(yīng)第一光纖臂的溫度變化而變化相位；相位發(fā)生變化的該第一光束和該第二光束經(jīng)所述第二耦合器產(chǎn)生干涉。進(jìn)一步地，該吸波超材料包括具有兩相對側(cè)表面的基材，該兩相對側(cè)表面至少一側(cè)表面上附著有多個人造微結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地,該基材兩相對側(cè)表面的一側(cè)表面上附著有第一人造微結(jié)構(gòu)，另一側(cè)表面上附著有與該第一人造微結(jié)構(gòu)對應(yīng)的第二人造微結(jié)構(gòu)；該第一人造微結(jié)構(gòu)包括相互垂直而連接成“十”字形的兩個第一金屬分支，分別連接在該第一金屬分支兩端且垂直于該第一金屬分支的第二金屬分支；該第二人造微結(jié)構(gòu)由一邊具有缺口的四邊形狀的第三金屬分支構(gòu)成。進(jìn)一步地，該人造微結(jié)構(gòu)包括第一金屬分支，該第一金屬分支構(gòu)成一邊具有缺口的四邊形狀；一端設(shè)于該缺口相對的四邊形邊上并向該缺口延伸且突出該缺口的第二金屬分支；垂直于該第二金屬分支另一端的第三金屬分支。進(jìn)一步地，該基材為片狀基材，該吸波超材料由附著有多個該人造微結(jié)構(gòu)的該片狀基材疊加而成。進(jìn)一步地,該基 材由高分子聚合物、陶瓷、鐵電材料、鐵氧材料或鐵磁材料制成。進(jìn)一步地，多個該人造微結(jié)構(gòu)為周期排列，并通過蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻、離子刻附著于該基材兩相對側(cè)表面至少一側(cè)表面上。進(jìn)一步地，該第一耦合器和第二耦合器為硅基二氧化硅平面光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，該第一光纖臂為中心階躍折射率光纖臂或徑向梯度折射率光纖臂。進(jìn)一步地，該第二光纖臂為中心階躍折射率光纖臂或徑向梯度折射率光纖臂。綜上所述，本發(fā)明通過將吸波超材料與光纖結(jié)合起來，因而能及時地感測吸波超材料將電磁波能量轉(zhuǎn)化為熱能所產(chǎn)生的溫度變化，第二耦合器可精確地輸出電磁波的功率變化信息，其具有檢測靈敏度高、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、利于制作集成及不受電磁干擾的優(yōu)點(diǎn)。


圖I為本發(fā)明一種基于光纖及超材料的電磁波傳感器原理框圖；圖2為本發(fā)明一種基于光纖及超材料的電磁波傳感器吸波超材料第一實(shí)施方式立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3、圖4分別為圖2所示吸波超材料的第一人造微結(jié)構(gòu)和第二人造微結(jié)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明一種基于光纖及超材料的電磁波傳感器吸波超材料第二實(shí)施方式立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5所示吸波超材料人造微結(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖6所示人造微結(jié)構(gòu)分別響應(yīng)電場和磁場的分解原理圖；圖8為本發(fā)明一種基于光纖及超材料的電磁波傳感器與激光器、探測器及數(shù)據(jù)處理器配合時的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式吸波材料是指能夠?qū)⑷肷涞碾姶挪芰哭D(zhuǎn)換為熱能或其它形式的能量而耗散掉的一種材料。吸波材料的基本物理原理是材料對入射電磁波實(shí)現(xiàn)有效吸收，將電磁波能量轉(zhuǎn)換并耗散掉，該材料應(yīng)具備兩個特性即阻抗匹配特性和衰減特性。阻抗匹配特性是指從自由空間入射到吸波材料表面的電磁波被吸波材料表面反射而形成的反射特性。理想的吸波材料要達(dá)到完美阻抗匹配特性時應(yīng)使得從自由空間入射的電磁波在理想吸波材料表面形成零反射，即電磁波全部進(jìn)入理想吸波材料內(nèi)部。由于自由空間阻抗Z = 1，根據(jù)公式
Z= 可知，當(dāng)該吸波材料的相對介電常數(shù)e和相對磁導(dǎo)率ii相等時即可達(dá)到理想阻抗
匹配特性。其中由于吸波材料存在損耗，所以相對介電常數(shù)e = e ’-j e ”，相對磁導(dǎo)率y=U’-jy”。衰減特性是指進(jìn)入材料內(nèi)部的電磁波產(chǎn)生損耗而被吸收的現(xiàn)象，損耗大小可用電損耗因子tan S e = e ” / e ’和磁損耗因子tan S m = ii ” / ii ’來表征。吸波材料吸收電磁波能量所產(chǎn)生的熱能能改變材料自身的溫度。吸波材料吸收電磁波時產(chǎn)生的熱能大小由電磁波的功率所決定，其與電磁波的頻率無關(guān)。因此在根據(jù)所要吸收電磁波的頻率確定吸波材料整體的結(jié)構(gòu)以后即能利用該吸波材料測定該電磁波的功率。目前常用的傳統(tǒng)吸波材料有鐵氧體、導(dǎo)電高聚物材料、碳纖維材料、炭黑等。此類傳統(tǒng)吸波材料主要是利用不同物質(zhì)的混合配比達(dá)到吸收一定頻段電磁波的目的，此類傳統(tǒng)吸波材料就需要針對不同頻率的電磁波進(jìn)行配比和實(shí)驗(yàn)，需要耗費(fèi)極大的時間和成本。超材料是由具有一定圖案形狀的人造微結(jié)構(gòu)按照特定方式周期排列于基材中而構(gòu)成。人造微結(jié)構(gòu)不同的圖案形狀和排列方式使得超材料具有不同的介電常數(shù)和不同的磁導(dǎo)率從而使得超材料具有不同的電磁響應(yīng)。根據(jù)設(shè)計(jì)需要，超材料需要實(shí)現(xiàn)吸波功能。而 改變?nèi)嗽煳⒔Y(jié)構(gòu)的圖案和排布方式也可改變吸波超材料所能吸收電磁波的頻率。人造微結(jié)構(gòu)的圖案和排布方式所對應(yīng)的電磁波頻率可由計(jì)算機(jī)仿真得到，省去了傳統(tǒng)吸波材料為適應(yīng)電磁波頻率的改變而需要配比不同物質(zhì)的時間成本和人力成本，且超材料整體均采用常規(guī)材料制成、成本低廉。下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述兩種具有良好吸波性能和電磁參數(shù)調(diào)節(jié)方便、成本低廉的吸波超材料實(shí)施方式。請參閱圖I至圖4，其中，圖I為本發(fā)明一種基于光纖及超材料的電磁波傳感器的原理框圖，其包括吸波超材料I、第一耦合器2、第一光纖臂3、第二光纖臂4及第二耦合器
5。所述吸波超材料I包括具有兩相對側(cè)表面的基材10與周期附著于基材10兩相對側(cè)表面的第一人造微結(jié)構(gòu)100和第二人造微結(jié)構(gòu)200。所謂周期排列是指每一人造微結(jié)構(gòu)所占據(jù)的基材表面空間尺寸應(yīng)為所需響應(yīng)電磁波波長的五分之一至十分之一。圖2僅示出吸波超材料的一片層立體結(jié)構(gòu)，整個吸波超材料由多個片層疊加而成。而采用此類方法構(gòu)成吸波超材料可方便的調(diào)節(jié)人造微結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D案和尺寸，降低工藝難度。在基材表面上附著人造微結(jié)構(gòu)的制造工藝有多種，例如蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻、離子刻等，其中蝕刻是較優(yōu)的制造工藝，其步驟是在設(shè)計(jì)好合適的人造微結(jié)構(gòu)的平面圖案后，先將一張金屬箔片整體地附著在基材上，然后通過蝕刻設(shè)備，利用溶劑與金屬的化學(xué)反應(yīng)去除掉人造微結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)圖案以外的箔片部分，余下的即可得到周期陣列排布的人造微結(jié)構(gòu)。上述金屬箔片的材質(zhì)可以是銅、銀等硬質(zhì)金屬。當(dāng)基材表面未附著人造微結(jié)構(gòu)時，其對電磁場表現(xiàn)出具有初始相對介電常數(shù)￡ I和初始相對磁導(dǎo)率U I ;當(dāng)基材表面附著有人造微結(jié)構(gòu)后，人造微結(jié)構(gòu)會對入射電磁場產(chǎn)生響應(yīng)從而使得基材和人造微結(jié)構(gòu)整體構(gòu)成一種超材料，超材料對電磁場的響應(yīng)會因人造微結(jié)構(gòu)尺寸的變化而變化，即超材料的相對介電常數(shù)e和相對磁導(dǎo)率U會因人造微結(jié)構(gòu)尺寸的變化而變化。本發(fā)明的基材采用對電磁波損耗大的各類常見材料，例如高分子聚合物、陶瓷、鐵電材料、鐵氧材料或鐵磁材料等，其中高分子聚合物優(yōu)選FR-4或F4B材料。圖3和圖4分別為圖2所不吸波超材料基材兩相對側(cè)表面附著的不同的兩種人造微結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D案。基材一側(cè)表面的第一人造微結(jié)構(gòu)100包括相互垂直而連接成“十”字形的兩個第一金屬分支101,分別連接在每個第一金屬分支101兩端且垂直于第一金屬分支101的第二金屬分支102。基材另一側(cè)表面的第二人造微結(jié)構(gòu)200包括第三金屬分支201,該第三金屬分支201構(gòu)成一邊具有缺口 2011的四邊形狀。該兩個人造微結(jié)構(gòu)在基材兩相對側(cè)表面一一對應(yīng)。優(yōu)選地，第一人造微結(jié)構(gòu)100的第二金屬分支102中點(diǎn)分別設(shè)于其所連接的該第一金屬分支101的端點(diǎn)，第二人造微結(jié)構(gòu)200由一邊中點(diǎn)具有缺口 2011的正方形狀的第三金屬分支201構(gòu)成。當(dāng)入射方向垂直于基材兩相對側(cè)表面的電磁波該超材料時，第一人造金屬微結(jié)構(gòu)
100的第二金屬分支102分別聚集正負(fù)電子形成等效容性元件。根據(jù)公式=—可知，其
中e為超材料相對介電常數(shù)、S為第二金屬分支面積、d為第二金屬分支間隔、k為常數(shù)、C為等效電容量，超材料的相對介電常數(shù)e可通過調(diào)整第二金屬分支102的面積S與第二金屬分支102的間距d來調(diào)整，第二金屬分支102的間距d即為第一金屬分支101的長度；第二人造金屬微結(jié)構(gòu)20的第三金屬分支201上形成環(huán)形電流，根據(jù)右手螺旋定則，環(huán)形電流產(chǎn)生磁場從而影響超材料的相對磁導(dǎo)率U。分別調(diào)節(jié)第一人造金屬微結(jié)構(gòu)100和第二人造金屬微結(jié)構(gòu)200的金屬分支的尺寸和間隔即可調(diào)節(jié)人造金屬微結(jié)構(gòu)對入射電場和入射磁場的響應(yīng)從而調(diào)節(jié)超材料整體的相對介電常數(shù)e和相對磁導(dǎo)率y。當(dāng)人造金屬微結(jié)構(gòu)的尺寸使得入射的電磁波通過超材料時，超材料的相對介電常數(shù)e和相對磁導(dǎo)率U基本相等時即滿足本發(fā)明阻抗匹配的設(shè)計(jì)要求。所謂基本相等是指相對介電常數(shù)e和相對磁導(dǎo)率U只存在不影響阻抗匹配效果的誤差。同時，為了達(dá)到優(yōu)良的吸波性能還需要繼續(xù)調(diào)整人造金屬微結(jié)構(gòu)的尺寸使超材料對入射電磁波有最大的能量損耗。能量損耗主要是通過電損耗因子tan 6 e和磁損耗因子tan 6 m來表征，不同的基材對應(yīng)不同的主要損耗因子，例如鐵電材料主要為電損耗因子、鐵磁材料主要為磁損耗因子，而鐵氧材料則兩者皆有。人造金屬微結(jié)構(gòu)對超材料整體衰減特性的影響是通過改善基材的衰減特性即提高超材料整體的相對介電常數(shù)和/或相對磁導(dǎo)率的虛部從而提高超材料整體的衰減特性?？梢岳斫獾模{(diào)整人造金屬微結(jié)構(gòu)的尺寸使超材料滿足相對介電常數(shù)e和相對磁導(dǎo)率U基本相等以及改善基材衰減特性的過程是交互的，并非調(diào)整完一個條件以后再在原有基礎(chǔ)上調(diào)整第二個條件。圖5為本發(fā)明一種基于光纖及超材料的電磁波傳感器吸波超材料第二實(shí)施方式立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為圖5所示吸波超材料基材上附著的人造微結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D案。第二實(shí)施方式與第一實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于基材上附著的人造微結(jié)構(gòu)不同。吸波超材料I包括基材10與周期附著于基材10上的人造微結(jié)構(gòu)300。人造微結(jié)構(gòu)300包括第一金屬分支301,該第一金屬分支301構(gòu)成一邊具有缺口 3011的四邊形狀；一端設(shè)于缺口 3011相對的四邊形邊上并向缺口 3011延伸且突出缺口 3011的第二金屬分支302 ;垂直于第二金屬分支302另一端的第三金屬分支303。人造微結(jié)構(gòu)30附著于基材兩相對側(cè)表面其中之一表面上,優(yōu)選地，為了取得更好的吸波效果在基材兩相對側(cè)表面上均附著有人造微結(jié)構(gòu)300且兩相對側(cè)表面的人造微結(jié)構(gòu)成鏡像對稱，更優(yōu)選地，每一側(cè)表面的人造微結(jié)構(gòu)300以第二金屬分支302為對稱軸成左右對稱結(jié)構(gòu)。本較佳實(shí)施例中人造金屬微結(jié)構(gòu)300相當(dāng)于結(jié)合了第一較佳實(shí)施例中的第一人造金屬微結(jié)構(gòu)100和第二人造金屬微結(jié)構(gòu)200,其對入射的電磁波的電磁響應(yīng)原理與第一較佳實(shí)施例相同，即相對的金屬分支等效為電容元件從而調(diào)整超材料的相對介電常數(shù)e，環(huán)形金屬分支上感生的電流根據(jù)右手螺旋定則感生磁場，從而調(diào)整超材料的相對磁導(dǎo)率U。具體到本實(shí)施例可表現(xiàn)如圖7所示，人造金屬微結(jié)構(gòu)300拆分為呈“工”字形的第一部分300’以及呈一邊缺口的四邊形狀的第二部分300”，第一部分300’的金屬分支分別聚集正負(fù)電荷形成等效容性元件，從而調(diào)整超材料的相對介電常數(shù)，第二部分300”的金屬分支形成環(huán)形電流并感生磁場從而調(diào)整超材料的相對磁導(dǎo)率。同時，由于本較佳實(shí)施例對人造金屬微結(jié)構(gòu)獨(dú)特的圖案設(shè)計(jì)使得基材上附著一面人造金屬微結(jié)構(gòu)即可滿足設(shè)計(jì)要求。請參閱圖I及圖8，所述第一耦合器2用以將外部光束分離為第一光束和第二光束；所述第一光纖臂3和第二光纖臂4位于所述第一耦合器2及所述第二耦合器5之間，并分別用以接收并傳輸該第一光束和該第二光束。該第一光纖臂3及第二光纖臂4可為中心階躍折射率光纖臂或徑向梯度折射率光纖臂，在本實(shí)施例中，其為徑向梯度折射率光纖臂，因而光信號衰減較小。為了使溫度檢測更為精確，可在吸波超材料I與所述光纖臂之間設(shè)置一層導(dǎo)熱性能好的導(dǎo)熱層，在本實(shí)施例中，其為將第一光纖臂3集成到吸波超材料I中；該第一稱合器2和第二稱合器5均為娃基二氧化娃平面光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，因而可實(shí)現(xiàn)具有傳統(tǒng)光纖耦合器無法相比的小尺寸及高集成度，尺寸可小達(dá)傳統(tǒng)光纖耦的十分之一，此外，還具有均勻性好，PDL指標(biāo)低的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)需要檢測太赫茲波等電磁波時，本發(fā)明可與激光器6、探測器7及數(shù)據(jù)處理器8 配合，便可對電磁波進(jìn)行檢測。由于激光的單色性好，亮度高，因此選用激光作為光源。通過激光器6發(fā)出一束激光束，激光束經(jīng)過第一耦合器2后分別送入長度相同的第一光纖臂3和第二光纖臂4。當(dāng)吸波超材料I吸收電磁波并散發(fā)傳導(dǎo)熱能使得第一光纖臂3的溫度相對于第二光纖臂4發(fā)生變化時，兩條光纖臂中的激光束的相位差即發(fā)生變化，隨后，第二耦合器5接收相位已經(jīng)發(fā)生變化了的兩束激光束并發(fā)生干涉，使得兩束激光束的相位變化轉(zhuǎn)化為光功率變化，并輸出光功率變化信息。探測器7接收第二耦合器5發(fā)出的光功率變化信息并輸出到數(shù)據(jù)處理器8，由數(shù)據(jù)處理器8計(jì)算出最終電磁波功率。與其它波段的電磁波相比，太赫茲波輻射源具有想干性好、光子能量低、穿透力強(qiáng)等獨(dú)特優(yōu)異的特性，所以在物理、化學(xué)和醫(yī)藥科學(xué)等基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，以及安全檢查、環(huán)境監(jiān)測、食品檢查、衛(wèi)星通信等應(yīng)用研究領(lǐng)域均具有巨大的科學(xué)研究價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。因此，研究和開發(fā)太赫茲器件無論對基礎(chǔ)科學(xué)研究還是市場開發(fā)應(yīng)用都有著十分重要的意義，本發(fā)明主要應(yīng)用于檢測太赫茲波。綜上所述，本發(fā)明通過將吸波超材料I與光纖結(jié)合起來，因而能及時地感測吸波超材料I將電磁波能量轉(zhuǎn)化為熱能所產(chǎn)生的溫度變化，第二耦合器5可精確地輸出電磁波的功率變化信息，其具有檢測靈敏度高、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、利于制作集成及不受電磁干擾的優(yōu)點(diǎn)。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于光纖及超材料的電磁波傳感器，其特征在于包括吸波超材料、第一I禹合器、第一光纖臂、第二光纖臂及第二耦合器；該吸波超材料吸收電磁波而改變自身的溫度并將變化后的溫度傳導(dǎo)至第一光纖臂；該第一耦合器用以將光束分離為第一光束和第二光束；該第一光纖臂用于傳導(dǎo)第一光束，第二光纖臂用于傳導(dǎo)第二光束；當(dāng)該吸波超材料溫度發(fā)生變化使該第一光纖臂溫度發(fā)生變化時，第一光束響應(yīng)第一光纖臂的溫度變化而變化相位；相位發(fā)生變化的該第一光束和該第二光束經(jīng)所述第二耦合器產(chǎn)生干涉。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于光纖及超材料的電磁波傳感器，其特征在于該吸波超材料包括具有兩相對側(cè)表面的基材，該兩相對側(cè)表面至少一側(cè)表面上附著有多個人造微結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光纖及超材料的電磁波傳感器，其特征在于該基材兩相對側(cè)表面的一側(cè)表面上附著有第一人造微結(jié)構(gòu)，另一側(cè)表面上附著有與該第一人造微結(jié)構(gòu)一一對應(yīng)的第二人造微結(jié)構(gòu)；該第一人造微結(jié)構(gòu)包括相互垂直而連接成“十”字形的兩個第一金屬分支，分別連接在該第一金屬分支兩端且垂直于該第一金屬分支的第二金屬分支；該第二人造微結(jié)構(gòu)由一邊具有缺口的四邊形狀的第三金屬分支構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光纖及超材料的電磁波傳感器，其特征在于該人造微結(jié)構(gòu)包括第一金屬分支，該第一金屬分支構(gòu)成一邊具有缺口的四邊形狀；一端設(shè)于該缺口相對的四邊形邊上并向該缺口延伸且突出該缺口的第二金屬分支；垂直于該第二金屬分支另一端的第三金屬分支。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4任一項(xiàng)所述的基于光纖及超材料的電磁波傳感器，其特征在于該基材為片狀基材，該吸波超材料由附著有多個該人造微結(jié)構(gòu)的該片狀基材疊加而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至4任一項(xiàng)所述的基于光纖及超材料的電磁波傳感器，其特征在于該基材由高分子聚合物、陶瓷、鐵電材料、鐵氧材料或鐵磁材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至4任一項(xiàng)所述的基于光纖及超材料的電磁波傳感器，其特征在于多個該人造微結(jié)構(gòu)為周期排列，并通過蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻、離子刻附著于該基材兩相對側(cè)表面至少一側(cè)表面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一項(xiàng)所述的基于光纖及超材料的電磁波傳感器，其特征在于該第一稱合器和第二稱合器為娃基二氧化娃平面光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一項(xiàng)所述的基于光纖及超材料的電磁波傳感器，其特征在于該 第一光纖臂為中心階躍折射率光纖臂或徑向梯度折射率光纖臂。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一項(xiàng)所述的基于光纖及超材料的電磁波傳感器，其特征在于該第二光纖臂為中心階躍折射率光纖臂或徑向梯度折射率光纖臂。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于光纖及超材料的電磁波傳感器，其包括吸波超材料、第一耦合器、第一光纖臂、第二光纖臂及第二耦合器；該吸波超材料吸收電磁波而改變自身的溫度并將變化后的溫度傳導(dǎo)至第一光纖臂；該第一耦合器用以將光束分離為第一光束和第二光束；該第一光纖臂用于傳導(dǎo)第一光束，第二光纖臂用于傳導(dǎo)第二光束；當(dāng)該吸波超材料溫度發(fā)生變化使該第一光纖臂溫度發(fā)生變化時，第一光束響應(yīng)第一光纖臂的溫度變化而變化相位；相位發(fā)生變化的該第一光束和該第二光束經(jīng)所述第二耦合器產(chǎn)生干涉。本發(fā)明具有檢測靈敏度高、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、利于制作集成及不受電磁干擾的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G01R21/02GK102798754SQ20111017882
公開日2012年11月28日 申請日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月29日
發(fā)明者劉若鵬, 徐冠雄 申請人:深圳光啟高等理工研究院, 深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司