[实用新型]一种基于慢光效应的新型辐射测量芯片

说明书

本实用新型公开了一种基于慢光效应的新型辐射测量芯片。所述的芯片分为两部分，一部分为慢光吸波结构，分为上下两层，上层由周期性排布的单元组成，周期性单元结构由不同尺寸的方形金属层和吸波介质层在高度方向交替叠加形成的上窄下宽的多层金字塔结构组成，每个周期性单元结构相同，下层为金属基底，另一部分为红外成像仪。本实用新型采用一种更简单廉价的芯片，可以在大角度范围内快速测量手机等辐射体的辐射情况，同时改变结构尺寸可以很方便的使其工作在不同波段，大大提高了手机辐射测试的效率和成本。

技术领域

本实用新型属于电磁波吸收和辐射控制领域，尤其涉及一种基于慢光效应的新型辐射测量芯片。

背景技术

长期的手机辐射会产生生物的热效应，进而造成对人体的威胁，目前，人们通常测量单位质量的人体组织所吸收或消耗的电磁功率，即比吸收率(SAR)来评估辐射源的电磁辐射，但是通常比吸收率的测量需要专业的仪器，十分复杂，并且测试频率范围有限，一般达到6GHz，无法实现对新型的5G手机(辐射频率在28GHz左右)进行吸收和测量。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型旨在解决手机辐射安全性测试较为复杂的问题，提供一种基于慢光效应的新型辐射测量芯片。该芯片能够大角度高效率的吸收辐射波，通过红外热成像仪对样品的在电磁辐射影响下产生的热效应进行标定，能够快速准确的对辐射源的安全性进行测定，只需要改变结构的尺寸，就可以改变芯片的工作频率，进而实现对不限于5G(辐射频率在28GHz左右)，如4G，3G手机等辐射源的测定。

为了解决上述问题，我们利用慢波原理提出了一种基于慢光效应的辐射测量芯片，将可以激发不同频率慢波模式的不同尺寸的吸波介质堆叠起来形成金字塔结构，实现了较为宽频的大角度的辐射强吸收，辐射吸收引起结构局部温度升高，温升进而引起红外辐射的变化，通过红外热成像仪对温度测定，可以较为简便且快速准确的对辐射源的安全性进行测定，并且具有可以改变结构尺寸工作在不同波段的优势。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于慢光效应的新型辐射测量芯片，芯片分为两部分，一部分为吸波结构，其上层是由周期性排布的多层金字塔构成的，下层为金属基底，另一部分为测试部分，即对结构红外性能进行测试的红外热成像仪。

进一步地，所述的芯片分为两部分，一部分为慢光吸波结构，分为上下两层，上层由周期性排布的单元组成，周期为p(p＝2-4mm),周期性单元结构由不同尺寸的方形金属层和吸波介质层在z方向(高度方向)交替叠加形成的上窄下宽的多层金字塔结构组成，每个周期性单元结构相同，其中最底层结构边长为a₁(3mm≤a₁≤p)，最顶层结构边长为a₂(a₂≤2.35mm)，方形金属厚度为t_m(t_m≤0.035mm)，吸波介质层厚度为t_d(t_d≥0.2mm)，金字塔层数为n(n≥10)，其中慢光吸波结构的慢光截止频率在中心频率(28GHz)附近，使得中心频率附近的电磁波分别被强烈局域在金字塔结构的每一层；所述慢光吸波结构的下层为金属基底，厚度为t_sub(t_sub≥0.2mm)，另一部分为红外成像仪。

上述慢波结构的等效介电常数满足双曲色散超材料的特征，因而可以实现优异的吸波性能，而这种性质是自然界存在的材料所无法实现的。

进一步地，所述周期性排布的结构中，改变最底层结构和最顶层结构的边长a₁和a₂，可以调节不同位置形成慢波效应的频率大小，进而可以调节芯片的工作频率，a₁越大，对应的最小吸波频率越小，a₂越小，对应的最大吸波频率越大。