[发明专利]一种表面等离子体共振的太赫兹传感器

权利要求书

1.一种表面等离子体共振的太赫兹传感器，其特征在于，所述太赫兹传感器至少包括：

重掺杂半导体薄膜，包括第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；

光波导耦合层，形成于所述重掺杂半导体薄膜的第一表面；

传感片，形成于所述重掺杂半导体薄膜的第二表面，所述传感片置于样品通道中、与待测分子接触；

太赫兹量子级联激光器，发射太赫兹光至所述光波导耦合层；

太赫兹探测器，探测从所述光波导耦合层反射的太赫兹光；

其中，在接收到所述太赫兹量子级联激光器发射的太赫兹光时，所述光波导耦合层的表面产生全反射，所述光波导耦合层和所述重掺杂半导体薄膜的界面产生消逝波，所述重掺杂半导体薄膜的表面和所述传感片之间产生表面等离子体波；

所述太赫兹传感器适于通过所述太赫兹探测器探测从所述光波导耦合层反射的太赫兹光是否为全反射太赫兹波能量，以判断所述待测分子之间是否发生相互作用；其中，所述传感片为由L-酪氨酸构成的分子敏感膜，所述太赫兹量子级联激光器为具有2.06THz激射频率的辐照源，所述太赫兹探测器为Si热辐射探测器；在所述L-酪氨酸和所述样品通道中的待测分子不发生反应时，所述L-酪氨酸吸收所述表面等离子体波，所述表面等离子体波与所述消逝波无法形成表面等离子体共振，所述Si热辐射探测器探测到全反射太赫兹波能量；在所述L-酪氨酸和所述样品通道中的待测分子发生反应时，所述L-酪氨酸无法吸收所述表面等离子体波，所述表面等离子体波与所述消逝波形成表面等离子体共振，所述Si热辐射探测器无法探测到全反射太赫兹波能量。

2.根据权利要求1所述的表面等离子体共振的太赫兹传感器，其特征在于：所述太赫兹量子级联激光器为激射固定频率的激光器，激射频率的范围为1.2～4.4THz。

3.根据权利要求1所述的表面等离子体共振的太赫兹传感器，其特征在于：所述光波导耦合层为本征半导体，太赫兹光在所述光波导耦合层和重掺杂半导体薄膜之间形成全反射。

4.根据权利要求3所述的表面等离子体共振的太赫兹传感器，其特征在于：所述本征半导体为GaAs。

5.根据权利要求1所述的表面等离子体共振的太赫兹传感器，其特征在于：所述重掺杂半导体薄膜为掺Si的GaAs薄膜，掺杂浓度为2×10¹⁸～5×10¹⁸cm^-3。

6.根据权利要求1所述的表面等离子体共振的太赫兹传感器，其特征在于：所述重掺杂半导体薄膜的厚度范围为40～60nm。

7.根据权利要求1所述的表面等离子体共振的太赫兹传感器，其特征在于：在所述重掺杂半导体薄膜和传感片之间产生表面等离子体共振波。

8.根据权利要求1所述的表面等离子体共振的太赫兹传感器，其特征在于：所述传感片为分子敏感膜，可与待测分子进行反应。

9.根据权利要求1所述的表面等离子体共振的太赫兹传感器，其特征在于：所述太赫兹探测器为Si热辐射探测器。