[发明专利]光自旋霍尔效应传感器及其设备

说明书

本发明公开了一种光自旋霍尔效应传感器及设备，包括：透光元件、贴合透光元件依次设置的银层、金层、石墨烯层，以及贴合石墨烯层设置的锑烯层；其中锑烯层背离石墨烯层的一侧用于贴合放置待测物。本申请的光自旋霍尔效应传感器中用于和待测物之间形成介质界面的介质层是通过石墨烯层和锑烯层之间形成异质结构，能够使得光自旋霍尔效应传感器在对待测物进行测量时，测量光线产生的偏移距离在一定程度上放大，进而提升光自旋霍尔传感器测量精度，有利于光自旋霍尔传感器的广泛应用。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别是涉及一种光自旋霍尔效应传感器及其设备。

背景技术

光自旋霍尔效应传感器是基于光子的自旋—轨道之间相互影响而产生自旋霍尔效应的原理而形成的传感器。因为光子的自旋—轨道之间相互影响而产生霍尔效应，当光束在介质分界面上因为折射率存在阶跃变化（即折射率的梯度变化），可在该介质分介面上分裂成两束在平行于该介质分界面上存在一定偏移距离的光线。而该介质分界面对应的折射率的梯度变化大小也直接影响该偏移距离的大小。因此即可利用和待测目标的折射率存在区别的介质层与待测目标之间形成介质分界面，基于光线经过该介质分界面产生的光偏移距离，实现对具有不同折射率的待测目标的检测。

但是在实际应用中测量光线分裂形成的两束光线之间的偏移距离往往非常小，对于两种不同的待测目标而言，可能光线偏移距离的差异并不明显而无法区分，进而导致传感器的测量精度难以保证。

发明内容

本发明的目的是提供一种光自旋霍尔效应传感器及其设备，能够在一定程度上提升传感器测量的灵敏度，进而提升测量精度。

为解决上述技术问题，本发明提供一种光自旋霍尔效应传感器，包括：透光元件、贴合所述透光元件依次设置的银层、金层、石墨烯层，以及贴合所述石墨烯层设置的锑烯层；

其中所述锑烯层背离所述石墨烯层的一侧用于贴合放置待测物。

在本申请的一种可选地实施例中，所述锑烯层的厚度为0.4nm~0.6nm。

在本申请的一种可选地实施例中，所述石墨烯层的厚度为0.3nm~0.4nm。

在本申请的一种可选地实施例中，所述金层的厚度为10nm~25nm。

在本申请的一种可选地实施例中，所述银层的厚度为30nm~45 nm。

在本申请的一种可选地实施例中，所述透光元件为三棱镜或半圆柱棱镜。

本申请还公开了一种光自旋霍尔效应传感器设备，包括如上任一项所述的光自旋霍尔效应传感器、光源、偏振器、透镜和检测器；

所述光源用于通过所述偏振器向所述透光元件入射测试光线；

所述检测器用于通过所述透镜检测所述测试光线经过所述透光元件依次经过银层、金层、石墨烯层、锑烯层至所述待测物后反射并从所述透光元件输出后的光线。

本发明所提供的一种光自旋霍尔效应传感器，包括：透光元件、贴合透光元件依次设置的银层、金层、石墨烯层，以及贴合石墨烯层设置的锑烯层；其中锑烯层背离石墨烯层的一侧用于贴合放置待测物。

本申请的光自旋霍尔效应传感器中用于和待测物之间形成介质界面的介质层是通过石墨烯层和锑烯层之间形成异质结构，能够使得光自旋霍尔效应传感器在对待测物进行测量时，测量光线产生的偏移距离在一定程度上放大，进而提升光自旋霍尔传感器测量精度，有利于光自旋霍尔传感器的广泛应用。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。