[发明专利]一种基于石墨烯表面波的高灵敏度超快折射率探测装置和方法

摘要

本发明公开了一种折射率探测装置和方法，利用石墨烯层对表面波的光学吸收灵敏依赖介质折射率的基本原理，通过采用能够快速改变被测介质折射率的声波发生装置，从而实现了对待测介质折射率的高灵敏度超快测量，利用本发明的装置和方法测量折射率的响应时间可以短至1ns，灵敏度和探测极限高达1×106mV/RIU和5×10‑6RIU。

主权项

一种基于石墨烯表面波的高灵敏度超快折射率探测装置，包括：探测光源装置（1），提供光束以被石墨烯吸收形成表面波，所述光束为s偏振光或者包含s偏振分量的光；基于石墨烯的折射率探头（2），接收光束以在石墨烯上形成探测窗口，通过石墨烯对表面波的吸收变化以反映待测样品的折射率变化，并将带有折射率信息的反射光进一步反射；信息光束提取装置（3），接收带有折射率信息的反射光，从中进一步提取出s偏振光分量光束；光电探测器（4），接收s偏振光分量光束，并将接收到的光强度值转换为电压值；采集芯片和计算机(5)，采集光电探测器（4）输出的电压值，通过计算机计算处理，将电压信号转换成相应的折射率值显示出来；其中，所述折射率探头（2）自下而上依次为耦合棱镜（21）、透明基底（22）、结合至基底（22）表面的石墨烯膜（23），所述石墨烯膜（23）的表面进一步设置有样品槽，样品槽（24）内进一步设置有能够使待测样品折射率发生快速微弱变化的声波发生装置（25），样品槽内的待测样品与石墨烯膜直接接触。