[发明专利]一种电容式脉冲光探测器

说明书

本发明提供了一种电容式脉冲光探测器，底部极板置于衬底上，隔离部置于底部极板上，顶部极板置于隔离部上，顶部极板与底部极板相对，顶部极板与底部极板间形成空腔，光声材料部置于空腔上方的顶部极板上。应用时，待测脉冲光照射光声材料部，光声材料部产生声波。在声波作用下，顶部极板振动，改变了顶部极板与底部极板之间的距离，从而改变了顶部极板与底部极板之间的电容，通过测量该电容实现脉冲光辐照能量的探测。因为电容器的电容对两极板之间的距离非常敏感，所以本发明具有探测灵敏度高的优点。此外，本发明制备简单、测量电容的电路成熟，所以本发明还具有成本低的优点。

技术领域

本发明涉及脉冲光探测领域，具体涉及一种电容式脉冲光探测器。

背景技术

脉冲光是光源按照一定时间间隔时断时续的发出的光。脉冲光时间短、强度大，能够穿透物质，在物质的表面和内部产生温度梯度，热量以传导的形式从表面传递到内层。近年来，脉冲光在切割、焊接、医疗等领域的应用越来越广泛。在脉冲光的应用中，测量脉冲光辐照出的能量非常重要。

现有测量脉冲光辐照能量的技术多是基于光热效应或光电效应的。基于光热效应的脉冲光探测器具有响应速度慢的缺点；基于光电效应的脉冲光探测器具有响应光谱窄的缺点。基于光声效应的脉冲光探测技术为脉冲光探测提供了新途径。探索基于光声效应的高灵敏、低成本探测方案将有力促进脉冲光应用方面的发展。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种电容式脉冲光探测器，该脉冲光探测器包括衬底、底部极板、隔离部、顶部极板、光声材料部，衬底和隔离部为绝缘材料，顶部极板和底部极板为导电材料，底部极板置于衬底上，隔离部置于底部极板上，顶部极板置于隔离部上，顶部极板与底部极板相对，顶部极板与底部极板间形成空腔，光声材料部置于空腔上方的顶部极板上。

更进一步地，底部极板为圆形，隔离部为环形，顶部极板为圆形。

更进一步地，光声材料部为圆形，光声材料部置于顶部极板的中心位置。

更进一步地，在顶部极板的空腔一侧具有突出部，突出部为导电材料。

更进一步地，突出部位于顶部极板的中心位置。

更进一步地，顶部极板的尺寸小于底部极板的尺寸。

更进一步地，在衬底的底部极板一侧设有吸声膨胀部。

更进一步地，吸声膨胀部设置在衬底表面的凹槽内，凹槽位于底部极板的中心位置。

更进一步地，光声材料部的材料为碳粉、石墨烯和聚合物的混合物。

更进一步地，底部极板的材料为金属，顶部极板的材料为金属薄膜、石墨烯层或碳纳米管层。

本发明的有益效果：本发明提供了一种电容式脉冲光探测器，底部极板置于衬底上，隔离部置于底部极板上，顶部极板置于隔离部上，顶部极板与底部极板相对，顶部极板与底部极板间形成空腔，光声材料部置于空腔上方的顶部极板上。应用时，待测脉冲光照射光声材料部，光声材料部产生声波。在声波作用下，顶部极板振动，改变了顶部极板与底部极板之间的距离，从而改变了顶部极板与底部极板之间的电容，通过测量该电容实现脉冲光辐照能量的探测。因为电容器的电容对两极板之间的距离非常敏感，所以本发明具有探测灵敏度高的优点。此外，本发明制备简单、测量电容的电路成熟，所以本发明还具有成本低的优点。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是电容式脉冲光探测器的示意图。

图2是又一种电容式脉冲光探测器的示意图。

图3是再一种电容式脉冲光探测器的示意图。

图4是再一种电容式脉冲光探测器的示意图。