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公开(公告)号：CN112798535A
公开(公告)日：2021-05-14
申请号：CN202110242369.3
申请日：2021-03-05
Applicant: 南开大学
IPC: G01N21/01 , G01N21/3586
Abstract: 本发明公开了一种面向液态环境下活细胞的THz微结构圆二色性传感系统。反射式结构可以有效减弱水对THz波的吸收损耗，达到提高系统信噪比的目的；在入射端添加THz波片，使入射波在0.8THz频率附近变为圆偏振光，通过产生高Q值的THz手性光谱来进行手性传感检测；在反射系统后添加THz偏振片，通过旋转偏振片探测得到出射波的完整偏振态信息，得到圆二色性谱；此外，采用硅介质光栅作为传感器，其产生的强局域共振可以增强THz波和样品的相互作用，介质栅微结构还有增加与被测物接触面积，形成微流体通道的作用，增强了样品的光学响应，提高了传感灵敏度。实验结果显示：对于谐振强度变化和频率移动的传感灵敏度分别可达到3.4dB·mL/106cells和5.2GHz·mL/106cells量级。
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公开(公告)号：CN112285029A
公开(公告)日：2021-01-29
申请号：CN202011151828.9
申请日：2020-10-26
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开了一种面向液态手性样品的太赫兹微结构偏振传感系统及其检测方法。采用反射式系统实现了对液态样品的传感检测，显著提高了信号强度和系统信噪比。在反射系统前后分别放置偏振片，通过旋转偏振片方向可以探测得到出射波信号的完整偏振态，构成反射式时域偏振光谱(RTDPS)系统，在提高探测灵敏度的同时，实现了对样品的偏振态和手性信息检测。利用单层螺旋型微结构作为传感器，在电磁波斜入射条件下，微结构的局域共振和人工手性响应可以极大地增强天然手性样品的光学响应。以氨基酸样品为例，系统的浓度检测精度在10‑5g/mL量级，并且通过偏振谱在特征频率位置处的显著差异，可以鉴别氨基酸的D型和L型手性对映体。
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公开(公告)号：CN111399128A
公开(公告)日：2020-07-10
申请号：CN202010404695.5
申请日：2020-05-14
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明提供了一种基于磁流体填充的、太赫兹可调磁光波长选择开关。器件基本结构由两根互相靠近、纤芯具有不同微结构的多孔光纤1和2组成。光纤1是基于等差分层微结构、多孔度15.93％的高双折射多孔光纤，纤芯微结构基本单元为椭圆，椭圆尺寸从内层到外层逐渐增大；光纤2是多孔度44.81％的多孔光纤，纤芯微结构由三角晶格排列、大小一致的圆形空气孔组成。在光纤2内层空气孔填充磁流体，通过调节外磁场来改变磁流体的折射率，从而改变两光纤的模式匹配点，实现下行波长的动态可调。在0.8THz-1.2THz，本发明所述磁光波长选择开关，能够实现单波下行连续可调选择。耦合长度小于16cm，吸收损耗小于0.02dB。
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公开(公告)号：CN110501308A
公开(公告)日：2019-11-26
申请号：CN201910923078.3
申请日：2019-09-27
Applicant: 南开大学
IPC: G01N21/41
Abstract: 本发明提供了一种基于太赫兹微结构纤芯光子晶体光纤的宽带、超灵敏微流体传感器。器件采用双芯光子晶体光纤设计，由包层、左右两纤芯和涂覆层组成。光纤基底材料采用环烯烃类聚合物（TOPAS）；包层为三角晶格排列，具有六方对称性的圆形空气孔阵列；左芯采用等差分层微结构，用于增大左芯的模式双折射，同时改变基模色散曲线的斜率；右芯由圆形空气孔内填充待测量液体形成。理论研究表明，在0.5-1.5THz频率范围内，光纤都能够实现精确的折射率传感，器件可检测折射率变化范围为0.019。在1THz，器件的折射率灵敏度达到51.22THz/RIU，优于以往研究结果。本发明利用太赫兹波的宽带特性和双芯光纤基模的交点耦合效应，构建了一个宽带、超灵敏的微流体折射率传感器。在对于传感和测量有高精度要求的生物、化学、医药等领域有非常广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN110488410A
公开(公告)日：2019-11-22
申请号：CN201910848197.7
申请日：2019-09-09
Applicant: 南开大学
IPC: G02B6/02
Abstract: 本发明提供了一种通过微结构纤芯的等差分层设计，构建的太赫兹超高双折射光子晶体光纤。本发明采用以聚合物材料为基底的折射率引导型光子晶体光纤，光纤包层由三角晶格排列的圆形空气孔组成，纤芯微结构由三角晶格排列的椭圆空气孔组成，椭圆空气孔的尺寸采用等差分层设计，椭圆短轴长度随层数增加而增大。采用本发明所述方法设计的太赫兹光纤，模式双折射能够显著提高。在入射光频率为0.9THz时，光纤的模式双折射最大，达到4.07×10-2。相比于晶格结构完全相同，纤芯微结构尺寸一致的光子晶体光纤，当入射光频率为0.5-1.5THz时，光纤的模式双折射约提高3倍。对于通信、传感、测量等领域偏振器件的应用，本发明能够起到优化设计，显著提高器件性能的作用。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109298555A
公开(公告)日：2019-02-01
申请号：CN201811248512.4
申请日：2018-10-25
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开了一种太赫兹磁纳米液晶相移器及其制备方法。本发明所述器件是通过将Fe3O4磁纳米颗粒分散液磁流体在常温下分散到液晶5CB溶剂中形成铁磁液晶，其中Fe3O4磁纳米颗粒分散液磁流体和液晶5CB溶剂的浓度比为0.05wt％，并将该铁磁液晶用紫外胶封装进间隔为1mm的无取向的液晶盒中。该器件利用Fe3O4磁纳米颗粒在外磁场作用下形成的磁链与液晶之间的磁相互作用，实现在厚液晶盒中对随机排布的液晶分子的初始锚定取向，仅通过改变磁场大小就可将液晶分子的光轴实现90°的偏转控制。相比于传统的磁控液晶相移器件，该器件无需改变磁场方向且无需对液晶分子进行预取向，大大提高了器件的实用性和稳定性。因此，该器件可用于太赫兹相位和偏振控制等器件中。
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公开(公告)号：CN105044812B
公开(公告)日：2017-09-26
申请号：CN201510432049.9
申请日：2015-07-22
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开了一种双层非对称亚波长电介质光栅太赫兹隔离器。本发明采用双层非对称亚波长电介质光栅的结构，利用前后两层不同结构的亚波长光栅中不同的导模谐振和一级衍射效应，使得正入射该光栅的THz波正向和反向传输所经历的光路不对称，实现单向隔离传输。该器件最大隔离度接近20dB，正向传输损耗小于5dB。相比于传统磁光隔离器，该器件无需使用外加磁场，对器件工作温度和环境没有特殊要求，大大提高了器件的实用性；采用电介质光栅，与金属光栅相比，降低了器件的材料损耗和插入损耗。器件巧妙地将两块不同的电介质光栅利用紫外胶封装起来，提高器件使用寿命和稳定性，可应用于太赫兹波光谱、成像、通信和雷达等系统。
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公开(公告)号：CN106772754A
公开(公告)日：2017-05-31
申请号：CN201611190016.9
申请日：2016-12-21
Applicant: 南开大学
IPC: G02B5/30
CPC classification number: G02B5/3033
Abstract: 本发明公开了双层介质‑金属光栅结构的太赫兹波偏振转换与单向传输器件。本发明所述器件包括：金属光栅层、介质衬底层、介质光栅层，金属光栅和介质光栅分别位于介质衬底两侧。其中，介质光栅层由衬底材料刻蚀，介质栅脊取向相对于金属栅脊取向夹角为45°，金属光栅和介质光栅均为亚波长光栅，它们的光栅周期均小于入射光波长。该器件结合金属光栅层的偏光特性与介质光栅层的人工双折射特性，可实现大于95％的偏振转换率，也可实现大于30dB的单向传输隔离度。由于金属光栅层和介质光栅层之间的模式耦合效应，相比于分立元件，该器件显著地提高了出射光透过率和工作带宽。该器件适用于太赫兹波的偏振转换和单向传输。
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公开(公告)号：CN105974503A
公开(公告)日：2016-09-28
申请号：CN201610415842.2
申请日：2016-06-15
Applicant: 南开大学
CPC classification number: G02B5/1809 , G02B5/3083
Abstract: 本发明公开了一种基于周期啁啾光栅的太赫兹人工双折射器件。本发明利用在高阻硅片表面刻蚀亚毫米尺度的浮雕光栅结构，形成人工双折射效应，以实现太赫兹波相移和偏振态转换的功能。该器件采用特殊的周期啁啾结构，既保留了光栅的周期性又引入了啁啾结构，与普通周期光栅相比提高了器件的双折射系数和双折射带宽，在太赫兹波段实现了大于0.35的高双折射系数、宽带的双折射平坦和良好的线性相移特性，最大相移系数达到作为1/2波片时偏振转化率超过99％。相比于金属光栅和金属超表面结构，该器件采用全介质材料，大大提高了器件的透过率，是一种低损耗、宽带太赫兹人工高双折射器件，可广泛用于太赫兹波相位和偏振调控。
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公开(公告)号：CN102916238A
公开(公告)日：2013-02-06
申请号：CN201210438232.6
申请日：2012-11-07
Applicant: 南开大学
IPC: H01P1/36
Abstract: 本发明公开了一种磁表面等离子体波导太赫兹隔离器装置及其控制方法。本发明由金属壁与半导体锑化铟柱阵列构成非对称、周期性结构的表面等离子体波导。通过在低温下施加外磁场，锑化铟表现出旋电性质，该结构可产生磁表面等离子体模式，实现对太赫兹波单向隔离传输的功能。本发明的单向传输工作频段高于1THz，带宽大于80GHz，其隔离度达90dB，插入损耗低于0.25dB，工作频段可通过外磁场强度控制进行调谐。在185K温度下，通过调节外磁场从0.1T到0.7T，可使器件单向传输频带的中心工作频率从1.42THz调谐到1THz。这种低损耗、高隔离度、宽带可调谐的太赫兹隔离器可以减小太赫兹应用系统中的回波与散射噪声，改善太赫兹光束传输质量。
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