[发明专利]一种交错结构环偶极子芯片检测石油的方法

说明书

本发明提供了一种交错结构环偶极子芯片检测石油的方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤一，将太赫兹光谱分析系统的检测环境进行干燥预处理，并测得干燥条件下的频谱，将该频谱作为参考光谱；步骤二，用移液枪将原油样品转移并均匀涂抹在交错结构环偶极子芯片的上表面；步骤三，将涂抹着原油样品的交错结构环偶极子芯片放入干燥后的太赫兹光谱分析系统内，使太赫兹光谱分析系统的太赫兹脉冲信号垂直照射在芯片上进行检测，得到原油样品的检测光谱；步骤四，检测光谱减去参考光谱，从而得到原油样品的透射光谱其中，交错结构环偶极子芯片为基于环偶极子效应所设计的太赫兹芯片。

技术领域

本发明属于太赫兹环偶极子芯片物质检测领域，具体涉及一种交错结构环偶极子芯片检测石油的方法。

背景技术

从上世纪90年代开始，人们开启了利用传统的时域太赫兹波谱系统对物质检测的征程：利用太赫兹光谱特性检测样品，研究表明，虽然一些物质结构的远红外吸收特征对于物质的结构和空间排列非常敏感，太赫兹时域光谱技术可以鉴别物质结构存在微小差异的化合物，但传统的时域太赫兹波谱系统样品检测方法需要大量的样品，准确度较低，实验装置体积庞大，同时由于存在太赫兹源辐射功率弱、极性分子样品吸收大等问题，更加严重的是，在一些该频段没有吸收峰的材料检测时，只能测定材料的介电系数和吸收系数，这就造成了极大的测量的不准确性。这些都将导致在实时现场监测应用中困难重重。

本世纪初，人们开启了利用太赫兹等离子增强谐振效应(如Fano共振)实现微量高灵敏度生物检测，这种方法解决了普通太赫兹检测的局限性问题，如样品用量大，吸收谱强度不稳定，辐射功率弱导致的信噪比低等。表面等离激元导致的反常透射现象对应的透射峰通常表现为不对称的线型，称为Fano线型。对于金属薄膜超表面中由于引入不对称性产生的的Fano共振，非共振通道对应于入射光与明态模式相互作用产生的dipole振荡，共振通道则与表面等离激元产生的暗态相关。Fano共振能够增强其附近电磁场的光谱选择性，产生窄带光谱特性，从而大大增强光与靠近(或直接接触)表面的物质的相互作用。因此，即使是等离子电磁环境中的弱扰动也能显著改变其散射特性。对于吸收介质，场增强可导致与Fano共振相关的瑞利特性振幅的展宽和减小。但其缺点是Fano除了随反应过程飘移以外，其本身的谐振峰会发生畸变，这是由Fano振荡的不对称性引起的，而且Fano振荡随检测时间变长，信号本身不稳定。因此，基于上述Fano工作，需要进一步寻找更稳定的谐振模式，成为此类高Q值微腔芯片亟待解决的关键问题。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种交错结构环偶极子芯片检测石油的方法。

本发明提供了一种交错结构环偶极子芯片检测石油的方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤一，将太赫兹光谱分析系统的检测环境进行干燥预处理，并测得干燥条件下的频谱，将该频谱作为参考光谱；步骤二，用移液枪将原油样品转移并均匀涂抹在交错结构环偶极子芯片的超表面上；步骤三，将涂抹着原油样品的交错结构环偶极子芯片放入干燥后的太赫兹光谱分析系统内，使太赫兹光谱分析系统的太赫兹脉冲信号垂直照射在芯片上进行检测，得到原油样品的检测光谱；步骤四，检测光谱减去参考光谱，从而得到原油样品的透射光谱其中，交错结构环偶极子芯片为基于环偶极子效应所设计的太赫兹芯片。

在本发明提供的交错结构环偶极子芯片检测石油的方法中，还可以具有这样的特征：其中，交错结构环偶极子芯片的超表面为交错结构，该交错结构由两个圆型分裂谐振环构成，两个圆型分裂谐振环有一定的交叠面积，一个圆型分裂谐振环的圆心在左边，并且其缺口在右边，另个圆型分裂谐振环的圆心在右边，并且其缺口在左边。

在本发明提供的交错结构环偶极子芯片检测石油的方法中，还可以具有这样的特征：其中，圆型分裂谐振环的内半径为35μm，外半径为40μm，缺口的大小为4μm。

在本发明提供的交错结构环偶极子芯片检测石油的方法中，还可以具有这样的特征：其中，太赫兹光谱分析系统为爱德万7400系统，其检测方式为投射式检测。