[发明专利]一种红外发射单元、红外光源及应用其的混合气体传感器

权利要求书

1.一种红外发射单元，其特征在于，包括衬底、支撑膜、加热层、第一介电层、引线、第一金属层、第二介电层和第二金属层，所述支撑膜设置于底衬上，所述加热层由第一介电层覆盖并设置于支撑膜上，所述第一金属层和引线由所述第二介电层覆盖设置于第一介电层上，所述第二介电层上周期性排布有多个第二金属层，所述第一金属层、第二介电层和第二金属层构成超材料。

2.根据权利要求1所述的一种红外发射单元，其特征在于，所述第一金属层和第二金属层的材料为金、铝、铂或铜中的任一一种。

3.根据权利要求2所述的一种红外发射单元，其特征在于，所述支撑膜、第一介电层和第二介电层的材料为Al₄O₃、SiO₂或Si₃N₄中的任一一种。

4.根据权利要求3所述的一种红外发射单元，其特征在于，所述加热层23的材料为金、铂、钨或多晶硅中的任一一种。

5.一种红外光源，其特征在于，包括如权利要求1-4所述的红外发射单元和电极，所述底衬的两侧设置有均匀排布的多个电极，所述电极之间设置有正列排布的多个红外发射单元，组成红外发射阵列，所述电极分别与每个所述红外发射单元的引线相连。

6.根据权利要求5任一一项所述的一种红外光源，其特征在于，所述红外发射阵列由具有不同第二金属层结构的、可发射中心波长在1～20um窄带红外光的红外发射单元组成，所述窄带红外光的半高宽度不大于200nm，可发射单一波长阵列单元数≥4个。

7.一种混合气体传感器，其特征在于，包括如权利要求5和6所述的红外光源、PCB基板、声学传感器、壳体、过滤膜和引脚，所述红外光源和声学传感器固定在PCB基板上，并进行电气连接，所述过滤膜安装在壳体的透气孔上，气体分子通过扩散的方式进入到由PCB基板、壳体和过滤膜组成的光声池中，所述引脚包括多个，均匀排列设置于PCB基板的底部，引脚分别与红外光源和声学传感器电气相连，控制红外光源和声学传感器并读取输出信号，对具有相同超材料的单个红外发射单元或多个红外发射单元以脉冲形式施加电压，释放脉冲式红外线。

8.根据权利要求7所述的一种混合气体传感器，其特征在于，所述壳体为采用铜、铝、钛合金、尼龙、ABS、PMMA、PP、PC或PVC中的一种材料制作而成，在使用尼龙、ABS、PMMA、PP、PC或PVC时所述壳体的表面和内部设置有镀层，所述镀层的材质为铂、金或铝中的一种。