(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211028803.9 (22)申请日 2022.08.25 (71)申请人 中国科学院微电子 研究所 地址 100029 北京市朝阳区北土城西路3号 (72)发明人 王然　岳嵩　曲世田　赵泓达　 薛美　张紫辰　 (74)专利代理 机构 北京兰亭信通知识产权代理 有限公司 1 1667 专利代理师 袁铭广 (51)Int.Cl. G01N 21/01(2006.01) G01N 21/41(2006.01) (54)发明名称 一种超表面器件的可调谐测量方法及测量 系统 (57)摘要 本发明提供了一种超表面器件的可调谐测 量方法及测量系统， 该超表面器件的可调谐测量 方法包括： 将待测的超表面器件粘在玻璃片上， 以在超表 面与玻璃片之间形成微米腔； 将玻璃片 和待测的超表 面器件呈水平放置； 微米腔利用毛 细现象吸入折射率敏感流体； 测量光束透过玻璃 片聚焦在超表 面的同时， 改变吸入微米腔内的折 射率敏感流体的折射率， 并收集从超表面反射出 的光束， 形成待测的超表面器件的反射光谱。 通 过改变超表 面上方的介电环境， 从而能够获得较 大的折射率调制范围。 将玻璃片和待测的超表面 器件水平 放置， 提升超表面器件调谐的均匀性和 调谐效果。 权利要求书2页 说明书9页 附图4页 CN 115356266 A 2022.11.18 CN 115356266 A 1.一种超表面器件的可调谐测量方法， 其特 征在于， 包括： 将待测的超表面器件 粘在玻璃片上， 以在所述超表面与所述玻璃片之间形成微米腔； 将所述玻璃片和所述待测的超表面器件呈 水平放置； 所述微米腔利用毛细现象吸入折 射率敏感流体； 测量光束透过所述玻璃片聚焦在所述超表面的同时， 改变吸入所述微米腔内的折射率 敏感流体的折射率， 并收集从所述超表面反射出 的光束， 形成所述待测的超表面器件的反 射光谱。 2.如权利要求1所述的可调谐测量方法， 其特征在于， 所述折射率敏感流体为折射率 ‑ 温度敏感液体； 所述改变吸入所述微米腔内的折射率敏感流体的折射率包括： 改变吸入所述微米腔内 的所述折射率 ‑温度敏感液体的温度， 以改变吸入 所述微米腔内的所述折射率 ‑温度敏感液 体的折射率。 3.如权利要求2所述的可调谐测量方法， 其特征在于， 所述折射率 ‑温度敏感液体为甲 苯、 氯仿、 乙醇、 液晶或磁流体。 4.如权利要求2所述的可调谐测量方法， 其特征在于， 所述改变吸入所述微米腔内的所 述折射率 ‑温度敏感液体的温度， 以改变吸入所述微米腔内的所述折射率 ‑温度敏感液体的 折射率， 包括： 发出泵浦光束， 所述泵浦光束直接或间接透过所述玻璃片聚焦在所述超表面与所述玻 璃片之间的微米腔， 以加热吸入 所述微米腔内的所述折射率 ‑温度敏感液体的温度， 使吸入 所述微米腔内的所述 折射率‑温度敏感液体的折 射率改变。 5.如权利要求1所述的可调谐测量方法， 其特 征在于， 所述 折射率敏感流体为水； 所述改变吸入所述微米腔内的折射率敏感流体的折射率包括： 改变吸入所述微米腔内 的所述水 的温度， 将所述水从液态相变为气态， 以改变所述微米腔 内超表面上方介电环境 的折射率。 6.如权利要求5所述的可调谐测量方法， 其特征在于， 所述改变吸入所述微米腔内的所 述水的温度包括： 发出泵浦光束， 所述泵浦光束直接或间接透过所述玻璃片聚焦在所述超表面与所述玻 璃片之间的微米腔， 以加热吸入所述微米腔 内的所述水 的温度， 将所述水从液态相变为气 态， 从而改变所述 微米腔内超表面上 方介电环境的折 射率。 7.如权利要求6所述的可调谐测量方法， 其特征在于， 所述泵浦光束的光强低于设定 阈 值， 所述微米腔内的水从所述超表面的边角处产生纳米量级的气泡； 或， 所述泵浦光束的光强超过设定阈值， 所述微米腔内的水从所述超表面的边角处 由纳米 量级的气泡逐渐汇聚形成微米量级的气泡。 8.如权利要求1所述的可调谐测量方法， 其特征在于， 所述折射率敏感流体为折射率 ‑ 电场敏感液体； 所述改变吸入所述微米腔内的折射率敏感流体的折射率包括： 改变吸入所述微米腔内 的所述折射率 ‑电场敏感液体周围的电场强度， 以改变吸入所述微米腔内的所述折射率 ‑电 场敏感液体的折 射率。 9.如权利要求8所述的可调谐测量方法， 其特征在于， 所述折射率 ‑电场敏感液体为液权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115356266 A 2晶。 10.如权利要求1所述的可调谐测量方法， 其特征在于， 所述折射率敏感流体为折射率 ‑ 磁场敏感液体； 所述改变吸入所述微米腔内的折射率敏感流体的折射率包括： 改变吸入所述微米腔内 的所述折射率 ‑磁场敏感液体的周围的磁场强度， 以改变吸入 所述微米腔内的所述折射率 ‑ 磁场敏感液体的折 射率。 11.如权利要求10所述的可调谐测量方法， 其特征在于， 所述折射率 ‑磁场敏感液体为 磁流体。 12.一种超表面器件的可调谐测量系统， 所述可调谐测量系统基于权利要求1～11任一 项所述的超表面器件的可调谐测量方法， 其特 征在于， 包括： 具有水平支撑面的样品台， 所述样品台用于水平支撑所述玻璃片和所述待测的超表面 器件； 其中， 所述待测的超表 面器件粘在玻璃片上， 以在所述超表面与所述 玻璃片之 间形成 微米腔； 所述 微米腔利用毛细现象吸入折 射率敏感流体； 测量光束系统， 用于发出测量光束， 所述测量光束能够透过所述玻璃片聚焦在所述超 表面； 折射率改变系统， 用于改变吸入所述 微米腔内的折 射率敏感流体的折 射率； 反射光束收集系统， 用于收集从所述超表面反射出的光束， 形成所述待测的超表面器 件的反射 光谱。 13.如权利要求12所述的可调谐测量系统， 其特 征在于， 所述测量 光束系统包括： 用于发出超连续光束的超连续光源， 其中， 所述超连续光束直接或间接透过所述玻璃 片聚焦在所述超表面。 14.如权利要求13所述的可调谐测量系统， 其特 征在于， 所述测量 光束系统还 包括： 声光晶体， 所述声光晶体位于所述超连续光源与所述待测的超表面器件的光路之间， 以从所述超连续光源发出的超连续光束筛选出单色光束后， 将所述单色光束作为所述测量 光束聚焦 在所述超表面。 15.如权利要求12所述的可调谐测量系统， 其特 征在于， 所述 折射率敏感流体为水； 所述折射率改变系统包括： 泵浦光源， 用于发出泵浦光束， 且所述泵浦光束能够直接或间接透过所述玻璃片聚焦 在所述超表面与所述玻璃片之间的微米腔， 以加热吸入所述微米腔 内的所述水 的温度， 将 所述水从液态相变为气态， 从而改变所述 微米腔内超表面上 方介电环境的折 射率。 16.如权利要求15所述的可调谐测量系统， 其特征在于， 所述泵浦光源发出的所述泵浦 光束的光 强低于设定阈值， 所述微米腔内的水先从所述超表面的边角处产生纳米量级的气 泡； 或， 所述泵浦光源发出的所述泵浦光束的光强超过设定阈值， 所述微米腔内的水由纳米量 级的气泡逐渐汇聚形成微米量级的气泡。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115356266 A 3