[发明专利]一种基于超材料的芯片式光谱仪

权利要求书

1.一种基于超材料的芯片式光谱仪，包括至少一个超材料探测单元；

所述超材料探测单元包括频率选择结构和光电转换结构，且所述光电转换结构位于所述频率选择结构与目标电磁波的谐振作用形成的局域电磁场之中，所述光电转换结构用于目标电磁波到电信号的转换；

所述超材料探测单元整体设于低损耗衬底上。

2.根据权利要求1所述的芯片式光谱仪，其特征在于：所述频率选择结构对入射光谱的特定频率进行选择，并产生局域电磁场。

3.根据权利要求1或2所述的芯片式光谱仪，其特征在于：所述频率选择结构呈几何连续结构或由多个分立形状形成的结构。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的芯片式光谱仪，其特征在于：所述频率选择结构的组成材料选自下述任意一种：良导体金属材料、介质材料、重掺杂或不掺杂的半导体、高分子材料和导电高分子材料。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的芯片式光谱仪，其特征在于：所述光电转换结构呈单个彼此分离的结构或连续的几何结构。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的芯片式光谱仪，其特征在于：所述光电转换结构由具有自由载流子的材料组成，选自下述任意一种：n型或p型掺杂的半导体材料、半金属材料和二维材料。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的芯片式光谱仪，其特征在于：所述低损耗衬底为一承接平台，材料为特氟龙、FR-4、高纯Si、高纯GaAs、高纯Ge、玻璃或石英。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的芯片式光谱仪，其特征在于：所述芯片式光谱仪可包含若干个所述超材料探测单元；

若干个所述超材料探测单元以平面阵列、嵌套、随机和/或纵向堆叠的形式组合排布。