一種微弱光電流的探測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種用于測量微弱光電流的探測系統(tǒng)，用以提取噪聲信號中的微 弱電學(xué)信號。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)光線入射到由貴金屬構(gòu)成的納米顆粒上時，如果入射光子頻率與貴金屬納米顆 ?；蚪饘賺u傳導(dǎo)電子的整體振動頻率相匹配時，納米顆?；蚪饘賺u會對光子能量產(chǎn)生很強 的吸收作用，就會發(fā)生局域表面等離激元共振現(xiàn)象（LSPR)。
[0003] 這種振動在激發(fā)后會迅速衰減并同時產(chǎn)生熱電子，如果在這種金屬納米顆粒與它 周圍有的半導(dǎo)體材料存在歐姆接觸，并且這種半導(dǎo)體的能隙與納米顆粒共振峰相匹配，則 一部分熱電子就會越過金屬納米顆粒與半導(dǎo)體間的肖特基勢皇進(jìn)入到半導(dǎo)體中，從而產(chǎn)生 電流。根據(jù)修正福特理論有：
[0004]
【主權(quán)項】
1. 一種微弱光電流的探測系統(tǒng)，其特征在于，該探測系統(tǒng)包括用于光學(xué)成像的照明光 路，用于激發(fā)光電流的超連續(xù)譜激光系統(tǒng)激發(fā)光路，以及電學(xué)測量系統(tǒng)；其中：所述照明光 路包括光源和科勒照明系統(tǒng)，光源發(fā)出的光束經(jīng)科勒照明系統(tǒng)處理后得到均勻而明亮的照 明；所述超連續(xù)譜激光系統(tǒng)激發(fā)光路是由超連續(xù)譜激光系統(tǒng)發(fā)出激光，經(jīng)過斬波器后帶有 一定頻率，正入射到樣品表面；所述電學(xué)測量系統(tǒng)包括與樣品接觸的探針、樣品臺、鎖相放 大器和源表，其中鎖相放大器與源表通過導(dǎo)線與探針相連，提取出微弱的光電流信號。
2. 如權(quán)利要求1所述的探測系統(tǒng)，其特征在于，所述照明光路包括白光光源和科勒照 明系統(tǒng)，其中科勒照明系統(tǒng)包括第一凸透鏡、第一光闌、第二光闌、第二凸透鏡、CMOS攝像 頭、第一半反半透鏡、第三凸透鏡、第二半反半透鏡和物鏡；所述白光光源發(fā)出的光束經(jīng)第 一凸透鏡聚焦后，通過第一光闌和第二光闌，再依次經(jīng)過第一半反半透鏡、第三凸透鏡和第 二半反半透鏡射入物鏡，最終聚焦到樣品表面，而樣品表面發(fā)生的反射光經(jīng)所述物鏡、第二 半反半透鏡、第三凸透鏡和第一半反半透鏡射入CMOS攝像頭。
3. 如權(quán)利要求2所述的探測系統(tǒng)，其特征在于，所述超連續(xù)譜激光系統(tǒng)激發(fā)光路包括 超連續(xù)譜激光系統(tǒng)、第一反射鏡、第二反射鏡、第一偏振片、1/4撥片、第二偏振片、第四凸透 鏡、斬波器、第五凸透鏡，以及與照明光路共用的第二半反半透鏡和物鏡；所述超連續(xù)譜激 光系統(tǒng)發(fā)出激光經(jīng)過第一反射鏡與第二反射鏡后使其在物鏡聚焦后與照明光路共軸；激光 通過第一偏振片初步變?yōu)榫€偏振光，之后由1/4撥片將線偏光變?yōu)閳A偏光，而圓偏光經(jīng)過 第二偏振片再次變?yōu)閲?yán)格的線偏光；接著激光通過第四凸透鏡使焦平面位于斬波器的葉片 上，形成帶有一定頻率的激光，再經(jīng)第五凸透鏡和第二半反半透鏡射入物鏡，聚焦于樣品表 面。
4. 如權(quán)利要求3所述的探測系統(tǒng)，其特征在于，所述電學(xué)測量系統(tǒng)包括探針、樣品臺、 鎖相放大器和源表，其中探針輕觸樣品臺上的樣品，鎖相放大器與源表通過導(dǎo)線與探針相 連，鎖相放大器又與斬波器相連。
5. 如權(quán)利要求4所述的探測系統(tǒng)，其特征在于，所述斬波器通過斬波器控制器與鎖相 放大器相連。
6. 如權(quán)利要求4所述的探測系統(tǒng)，其特征在于，所述探針為兩根，分別接觸樣品的兩個 電極，兩根探針均通過導(dǎo)線連接鎖相放大器和源表。
【專利摘要】本實用新型公開了一種微弱光電流的探測系統(tǒng)，包括用于光學(xué)成像的照明光路，用于激發(fā)光電流的超連續(xù)譜激光系統(tǒng)激發(fā)光路，以及由探針、斬波器、鎖相放大器、源表組成的電學(xué)測量系統(tǒng)。本實用新型實現(xiàn)了光激發(fā)貴金屬表面等離激元衰退后形成的微弱光電流的探測，利用超連續(xù)譜激光系統(tǒng)能得到可見光到紅外范圍內(nèi)的多個波段的激光，而利用斬波器與鎖相放大器可以有效地屏蔽了噪聲信號。
【IPC分類】G01N21-552
【公開號】CN204439544
【申請?zhí)枴緾N201520128061
【發(fā)明人】方哲宇, 杜博文, 朱星, 祖帥
【申請人】北京大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月5日