CN110849478A - 一种阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节装置，包括基底层，所述基底层的上设置有容置槽，所述容置槽内设置有立体的阿基米德螺旋线；该阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节装置，能够将调节圆偏振光的圆二色性，通过调节阿基米德螺旋线的高度，从而改变圆二色性；通过在阿基米德螺旋线的顶端设置顺磁材料，能够通过磁场调节阿基米德螺旋线的拉伸与收缩，从而实现对阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节；另一种调节方式，在阿基米德螺线的空隙处可以填充热膨胀材料，当外界温度变化时，热膨胀材料发生变化，引起阿基米德螺线拉伸与收缩的变化，对阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节。
Description
技术领域
本发明属光学结构技术领域，具体涉及一种阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节装置。
背景技术
圆偏振光原理是当两束同频率、振动方向互相垂直，且有(2n+1/2)π的位相关系，这两平面偏振光叠加后可得到圆偏振光；当线偏振光垂直入射到四分之一波片时，若是线偏振光的振动方向与四分之一波片的光轴夹角为正负45°时，从四分之一波片出射的光即为圆偏振光。
圆偏振光的吸收性、圆二色性吸引了很多科研人员对其进行研究，如何提高圆偏振光的吸收性、圆二色性有着重要的意义。圆偏振光可以用来检测手性结构，根据已经公开的技术，圆二色性(CD,circulardichroism)是研究手性化合物一个十分重要的手段,在特定波长上的科顿效应的正、负与旋光谱的左、右旋一样,对手性对映体的宏观标识具有同等作用,并可通过一些规则对手性对映体的绝对构型进行判定。
手性一词源于希腊语，表示结构的对称性，在多种学科中都有重要的意义。如果某物体与其镜像不同，则其被称为"手性的"，且其镜像是不能与原物体重合的，就如同左手和右手互为镜像而无法叠合。手性是生命过程的基本特征，构成生命体的有机分子绝大多数都是手性分子。圆偏振光可以用来检测这些手性分子。
因此，如何提高圆偏振光的吸收性、圆二色性等特性，有着非常重要的意义。
现有技术中提供的一些光学结构，圆偏振光的圆二色性，一般在10％以内，很少有超过10％的光学结构，圆二色性存在着很大的不足。
并且对于如金、银等传统的贵金属材料制备的微纳结构来说，调节其光学特性常采用的方法是改变结构的几何参数，通过对几何参数的改变调节微纳金属结构的光学特性，例如调节结构的共振波长或共振强度等。由于传统金属结构的这一特点，使得已经制备出来微纳金属结构无法实现动态性调控。在实验中想要对金属结构实现动态调控，需要重新制备结构，这对研究者来说是一个既耗时又耗力的过程，并且对已经制备好的样品造成了浪费。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节装置，包括基底层，所述基底层的上设置有容置槽，所述容置槽内设置有立体的阿基米德螺旋线。
所述阿基米德螺旋线的顶端是由顺磁材料制成。
所述阿基米德螺旋线内填充有热膨胀材料。
所述热膨胀材料为聚甲基丙烯酸甲酯。
所述阿基米德螺旋线为圆柱形螺旋结构。
所述顺磁材料是钠。
所述阿基米德螺旋线的顶端带有正电荷或者负电荷。
所述阿基米德螺旋线是由金或者银制成。
所述基底层由二氧化硅制成。
所述阿基米德螺旋线的圈数大于5。
本发明的有益效果：本发明提供的这种阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节装置，能够将调节圆偏振光的圆二色性，通过调节阿基米德螺旋线的高度，从而改变圆二色性；通过在阿基米德螺旋线的顶端设置顺磁材料，能够通过磁场调节阿基米德螺旋线的拉伸与收缩，从而实现对阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节；另一种调节方式，在阿基米德螺线的空隙处可以填充热膨胀材料，当外界温度变化时，热膨胀材料发生变化，引起阿基米德螺线拉伸与收缩的变化，对阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节。
可以实现动态调控，不需要重新制备结构。
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是阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节装置的示意图一。
图2是阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节装置的示意图二。
图3是阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节装置的示意图三。
图4是阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节装置的示意图四。
图中：1、基底层；2、容置槽；3、阿基米德螺旋线；4、顶端；5、热膨胀材料。
具体实施方式
为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
实施例1
本实施例提供了一种如图1所示的阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节装置，包括基底层1，该基底层1主要起支撑作用，并且能够透光，因此，基底层1可以由二氧化硅制成；所述基底层1的上设置有容置槽2，所述容置槽2内设置有立体的阿基米德螺旋线3；不同高度的阿基米德螺旋线3是由金或者银制成，是一种手性结构，且是大的手性，可以和圆偏振光相互作用产生圆二色性，不同高度的阿基米德螺旋线3结构，会引起圆二色性不同的变化。
具体变化如图2所示，所述阿基米德螺旋线3的顶端4是由顺磁材料制成。将该阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节装置置于一个外加磁场中，由于顺磁材料的磁化强度与外磁场方向一致,而且与外磁场成正比。因此顺磁材料会在外加磁场的作用下运动，从而引起顶端4带动阿基米德螺线2的拉伸。当外加磁场发生变化时，阿基米德螺线2呈现不同的结构，整体结构有不同的圆二色性，通过磁场的强度调节，从而起到对阿基米德螺线3的圆二色性光谱的调节。
进一步的，所述顺磁材料是钠。
另一种调节方式，如图3所示，所述阿基米德螺旋线3内填充有热膨胀材料5；当环境温度发生变化时，热膨胀材料5会有不同的收缩、伸缩体积，能够对阿基米德螺旋线3形成及压力，从而改变阿基米德螺旋线3的高度，使得阿基米德螺旋线3呈现拉伸或者伸缩状态，这样，整体结构在不同高度的阿基米德螺旋线3状态有不同的圆二色性，通过控制温度，就可以对阿基米德螺线3的圆二色性光谱的调节，不仅能够具有更加的稳定性，而且所测的圆二色性更加准确。
所述热膨胀材料5为聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)，简称PMMA)，又称做压克力、亚克力(英文Acrylic)或有机玻璃、Lucite(商品名称)，具有高透明度，透光率较高，可见光：PMMA是目前最优良的高分子透明材料，透光率达到92％，比玻璃的透光度高。紫外光：石英能完全透过紫外线，但价格高昂，普通玻璃只能透过0.6％的紫外线。PMMA能有效滤除波长小于300nm的紫外光，但300nm至400nm之间滤除效果较差。部分制造商在PMMA表面进行镀膜，以增加其滤除300nm至400nm紫外光的效果和性质。另一方面，在照射紫外光的状况下，与聚碳酸酯相比，PMMA具有更佳的稳定性；红外线：PMMA允许小于2800nm波长的红外线(IR)通过。更长波长的IR，小于25,000nm时，基本上可被阻挡。
还有一种调节方式，所述阿基米德螺旋线3的顶端4带有正电荷或者负电荷，通过带电的导体靠近阿基米德螺旋线3的上方，会引起阿基米德螺线3的纵向拉伸或者收缩；也可以从阿基米德螺线3侧方靠近，会引起阿基米德螺线3的横向拉伸或者收缩，同样的，整体结构在不同高度的阿基米德螺旋线3状态有不同的圆二色性，通过控制温度，就可以对阿基米德螺线3的圆二色性光谱的调节，不仅能够具有更加的稳定性，而且所测的圆二色性更加准确。具体的说，带电的导体所带电荷与阿基米德螺线3相同，会使得阿基米德螺线3收缩，带电的导体所带电荷与阿基米德螺线3相异，会使得阿基米德螺线3拉伸。
进一步的，所述阿基米德螺旋线3是由金或者银制成。
进一步的，所述阿基米德螺旋线3的圈数大于5。
实施例2
在实施例1的基础上，如图4所示，所述阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节装置，包括基底层1，该基底层1主要起支撑作用，并且能够透光，因此，基底层1可以由二氧化硅制成；所述基底层1的上设置有容置槽2，所述容置槽2内设置有立体的阿基米德螺旋线3，所述阿基米德螺旋线3为圆柱形螺旋结构。由于每一个平面上，螺旋的半径都一样，使得整体结构在共振波长处可以实现带宽更窄的CD信号，可以用作滤波器。
综上所述，该阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节装置，能够将调节圆偏振光的圆二色性，通过调节阿基米德螺旋线3的高度，从而改变圆二色性；通过在阿基米德螺旋线3的顶端4设置顺磁材料，能够通过磁场调节阿基米德螺旋线3的拉伸与收缩，从而实现对阿基米德螺线3的圆二色性光谱的调节；另一种调节方式，在阿基米德螺线3的空隙处可以填充热膨胀材料5，当外界温度变化时，热膨胀材料5发生变化，引起阿基米德螺线3拉伸与收缩的变化，对阿基米德螺线3的圆二色性光谱的调节。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节装置，其特征在于：包括基底层（1），所述基底层（1）的上设置有容置槽（2），所述容置槽（2）内设置有立体的阿基米德螺旋线（3）。
2.如权利要求1所述的一种阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节装置，其特征在于：所述阿基米德螺旋线（3）的顶端（4）是由顺磁材料制成。
3.如权利要求1所述的一种阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节装置，其特征在于：所述阿基米德螺旋线（3）内填充有热膨胀材料（5）。
4.如权利要求3所述的一种阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节装置，其特征在于：所述热膨胀材料（5）为聚甲基丙烯酸甲酯。
5.如权利要求1所述的一种阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节装置，其特征在于：所述阿基米德螺旋线（3）为圆柱形螺旋结构。
6.如权利要求2所述的一种阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节装置，其特征在于：所述顺磁材料是钠。
7.如权利要求1所述的一种阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节装置，其特征在于：所述阿基米德螺旋线（3）的顶端（4）带有正电荷或者负电荷。
8.如权利要求1所述的一种阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节装置，其特征在于：所述阿基米德螺旋线（3）是由金或者银制成。
9.如权利要求1所述的一种阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节装置，其特征在于：所述基底层（1）由二氧化硅制成。
10.如权利要求1所述的一种阿基米德螺线的圆二色性光谱的调节装置，其特征在于：所述阿基米德螺旋线（3）的圈数大于5。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200228 |