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原文传递基于表面等离子体共振天线的多通道太赫兹光谱探测单元

专利名称：	基于表面等离子体共振天线的多通道太赫兹光谱探测单元
摘要：	本发明公开了一种基于表面等离子体共振天线的多通道太赫兹光谱探测单元。该探测单元包括表面等离子体共振天线和晶体管；表面等离子体共振天线由两个对称设置的天线单元构成，天线单元包括半圆形的头部和矩形的杆部，杆部与头部在半圆形的圆心处垂直连接；晶体管设置在两个天线单元的杆部之间且垂直于天线单元所在的平面；晶体管的栅极与共振天线位于同一金属层。由上述探测单元构成的多通道太赫兹光谱探测芯片，不仅能实现对多波长太赫兹信号进行探测，同时实现了太赫兹波段的单频分光，能大幅度提高光谱探测效率，具有体积小、重量轻、高精度、高频响，高可靠、长寿命、低功耗、低成本等突出优势，有利于实现光谱探测系统的微型化与小型化。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京大学
发明人：	纪小丽;罗明成;桑浩;林栩凌;任芳芳;闫锋
专利状态：	有效
申请日期：	2018-03-15T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-24T00:00:00+0800
申请号：	CN201810213972.7
公开号：	CN110274889A
代理机构：	南京知识律师事务所
代理人：	李媛媛
分类号：	G01N21/3586(2014.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	210023 江苏省南京市栖霞区仙林大道163号
主权项：	1.基于表面等离子体共振天线的多通道太赫兹光谱探测单元，其特征在于，该探测单元包括表面等离子体共振天线和晶体管；所述表面等离子体共振天线由两个对称设置的天线单元构成，天线单元包括半圆形的头部和矩形的杆部，杆部与头部在半圆形的圆心处垂直连接；所述晶体管设置在两个天线单元的杆部之间且垂直于天线单元所在的平面；所述晶体管的栅极与表面等离子体共振天线位于同一多晶硅层。 2.根据权利要求1所述的基于表面等离子体共振天线的多通道太赫兹光谱探测单元，其特征在于，两个天线单元的杆部到所述晶体管的栅极的距离相等。 3.根据权利要求1所述的基于表面等离子体共振天线的多通道太赫兹光谱探测单元，其特征在于，两个天线单元的杆部之间的最小间距为1～3μm；所述天线单元的半圆形头部的半径为10～70μm；所述天线单元的矩形杆部的宽度为0.5～2μm，长度为10～25μm。 4.根据权利要求1所述的基于表面等离子体共振天线的多通道太赫兹光谱探测单元，其特征在于，所述晶体管的栅极的栅长为0.25μm，栅宽为0.5μm，阈值电压为0.5V。 5.由权利要求1所述的探测单元构成的多通道太赫兹光谱探测芯片，其特征在于，芯片的表面设有探测阵列，探测阵列由多个所述探测单元周期排列而成；所述探测阵列的杆部沿同一方向平行排列。 6.根据权利要求5所述的多通道太赫兹光谱探测芯片的探测方法，其特征在于，探测时在所述晶体管的栅极上加合适的偏置直流电压，同时所述表面等离子体共振天线产生的交流电压信号也加在晶体管的栅极上；所述晶体管的源端接地，晶体管通过自混频的过程将交流信号整流为直流信号，通过所述晶体管的漏端读出，这时每个探测单元分别获得单一频率的太赫兹信号，然后将各探测单元的太赫兹信号进行数据处理，即得到含有多种波长成分的太赫兹光谱。
所属类别：	发明专利