一种用于液体介电常数测量的反射式太赫兹超材料传感器

技术特征：
1.一种用于液体介电常数测量的反射式太赫兹超材料传感器，其特征在于，包括：第一部分和第二部分；所述第一部分包括第一介质基板以及附着在所述第一介质基板表面的金属谐振贴片；所述第二部分包括第二介质基板、附着在所述第二介质基板表面的金属反射板、以及设置在所述金属反射板表面的介质层；在进行液体介电常数测量时，所述第一部分与所述第二部分平行正对且互相接触；所述金属谐振贴片设置在所述第一介质基板靠近所述第二部分的一面；所述金属反射板设置在所述第二介质基板靠近所述第一部分的一面；所述介质层由设置在所述金属反射板四周边缘的聚苯乙烯构成；所述介质层位于所述金属反射板靠近所述第一部分的一侧；所述介质层与所述金属反射板构成水槽状结构，所述水槽状结构用于盛放待测液体；所述金属谐振贴片包括n
×
n个呈周期性阵列结构分布的金属贴片单元；所述金属贴片单元中央开有圆孔，所述圆孔的直径小于所述金属贴片单元的边长；所述圆孔与所述金属贴片单元的第一边之间、所述圆孔与所述金属贴片单元的第三边之间均设有细缝；所述金属贴片单元为轴对称结构；所述金属贴片单元的第一边与第三边平行且正对；所述细缝将所述金属谐振贴片中同列的相邻两个金属贴片单元相连通；所述金属谐振贴片的边长小于所述介质层的内边长，使得在所述金属谐振贴片的四周形成环形通道；所述金属谐振贴片中的所有圆孔通过所述细缝和所述环形通道相连通。2.根据权利要求1所述的反射式太赫兹超材料传感器，其特征在于，所述第一介质基板和所述第二介质基板的形状和大小相同；所述第一介质基板和所述第二介质基板的材质为石英、玻璃、硅片中的一种。3.根据权利要求1所述的反射式太赫兹超材料传感器，其特征在于，所述金属谐振贴片和所述金属反射板的材质为金、银、铜中的一种。4.根据权利要求1所述的反射式太赫兹超材料传感器，其特征在于，所述金属贴片单元的边长小于进行液体介电常数测量时采用的太赫兹波的波长。5.根据权利要求4所述的反射式太赫兹超材料传感器，其特征在于，进行液体介电常数测量时，所述太赫兹波沿垂直于所述金属谐振贴片所在平面的方向入射。6.根据权利要求1所述的反射式太赫兹超材料传感器，其特征在于，所述n为正整数且n>10。7.根据权利要求1所述的反射式太赫兹超材料传感器，其特征在于，所述介质层的厚度等于聚苯乙烯微球的直径。

技术总结
本发明涉及一种用于液体介电常数测量的反射式太赫兹超材料传感器，包括：第一介质基板、金属谐振贴片、介质层、金属反射板和第二介质基板。该金属谐振贴片设有周期性排列的圆孔阵列结构，可在太赫兹波激励下实现谐振，其对称结构很大程度上减小了测量误差；金属谐振贴片上开有y轴方向的细缝并且贴片四周留有空隙，能将所有圆孔相连通，避免了空气堵塞在圆孔里对测量精度造成影响。介质层和金属反射板共同设置为水槽状结构，保证了传感器可以重复使用，极大降低成本。本传感器灵敏度为74.8GHz/RIU，线性相关系数高达0.999。并且本传感器结构简单且小型化，性能优越，适用于所有液体的折射率检测以及极少量的残留物检测，有利于太赫兹传感器的推广应用。有利于太赫兹传感器的推广应用。有利于太赫兹传感器的推广应用。


技术研发人员：尹治平 李先萍 张国振 杨军 高浩宇 邓光晟 李迎
受保护的技术使用者：合肥工业大学
技术研发日：2022.03.17
技术公布日：2022/6/4