CN117597039A - 加热结构及包括加热结构的气溶胶生成装置 - Google Patents
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Classifications
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Abstract
加热结构包括反射层，所述反射层配置成将光反射至基板和/或表面等离子体共振(SPR)结构。
Description
技术领域
本公开涉及一种加热结构及包括该加热结构的气溶胶生成装置。
背景技术
目前，正在开发一种通过产生热来加热对象的技术。例如，可以通过向电阻元件供电来产生热。作为另一示例，可以通过线圈和感受器之间的电磁耦合来产生热。上述背景技术的内容是发明人在开发本公开的过程中掌握或习得的内容，不应被理解为必须是提交本申请前公开的一般公知技术。
发明内容
要解决的技术问题
本公开的一方面可提供一种利用表面等离子体共振(surface plasmonresonance，SPR)产生热的加热结构以及包括该加热结构的气溶胶生成装置。
解决问题的技术方法
一种加热结构，其包括基板，包括第一面以及与所述第一面相反的第二面；表面等离子体共振(SPR)结构，位于所述第一面；以及第一反射层，其位于所述第一面以及所述SPR结构上，并包括光线穿过的透光区域和向SPR结构反射光线的反射区域。
所述反射区域可以沿着所述第一面延伸并且至少部分地包裹所述基板。
所述反射区域可以是实质上连续的面。
所述反射区域可以与所述基板和/或所述SPR结构间隔开。
所述透光区域可以包括开口。
所述第二面可以形成中空部分。
所述加热结构还可以包括位于所述第二面上的第二反射层。
所述第二反射层可以至少部分接触所述第二面。
所述加热结构还可以包括位于所述第二反射层上的吸收层。
所述吸收层的辐射率可以约为1。
所述SPR结构可以包括在第一面上至少部分地形成空隙区域的第一金属棱柱。
所述SPR结构还可以包括第二金属棱柱以与第一金属棱柱一起在所述第一面上至少部分地形成空隙区域，其中所述第一金属棱柱和所述第二金属棱柱可以沿着所述空隙区域的周缘彼此间隔开。
所述第一金属棱柱可以限定所述空隙区域的整个周缘。
所述SPR结构可以与波长范围在约380nm至约780nm之间的光共振。
气溶胶生成装置包括光源和从所述光源接收光线的加热结构，所述加热结构可以包括基板，包括第一面以及与第一面相反的第二面；表面等离子体共振(SPR)结构，位于所述第一面上；以及第一反射层，其位于所述第一面与所述SPR结构上，并包括使光线穿过而至第一面的透光区域和向SPR结构反射光线的反射区域。
一种加热结构，包括：基板，包括第一面以及与所述第一面相反的第二面；表面等离子体共振(SPR)结构，位于所述第一面上；以及反射层，包括面向所述第二面的第三面，以及与所述第三面相反的第四面，所述反射层可以包括面向所述第二面并形成在所述第三面的漫反射特征。
所述基板还可以包括面向所述第三面并形成在所述第二面上的漫反射特征。
所述基板的漫反射特征可以与所述第二反射层的漫反射特征具有实质上相同的形状。
所述基板的漫反射特征可以与所述第二反射层的漫反射特征至少部分地彼此接触。
所述漫反射特征可以形成在面向所述第二面的第三面上。
所述反射层可以由金属材料形成。
所述第三面和所述第四面之间的距离可以大于0nm并小于或等于约15nm。
所述加热体还可包括吸收层，所述吸收层包括面向所述第四面的第五面和与所述第五面相反的第六面。
所述吸收层的辐射率可以约为1。
所述SPR结构可以包括在第一面上形成空隙区域的第一金属棱柱。
所述SPR结构还可以包括第二金属棱柱，以与所述第一金属棱柱一起在第一面上形成孔隙区域，其中所述第一金属棱柱和所述第二金属棱柱可以沿着所述空隙区域的周缘彼此间隔开。
所述第一金属棱柱可以限定所述空隙区域的整个周缘。
所述空隙区域的直径范围可以是约300nm至约600nm。
气溶胶生成装置包括光源和配置成从所述光源接收光线的加热结构，其中所述加热结构可以包括基板，包括第一面以及与第一面相反的第二面；表面等离子体共振(SPR)结构，位于所述第一面上；以及反射层，其包括面向所述第二面的第三面，以及与所述第三面相反的第四面，所述反射层可以包括面向所述第二面并形成在所述第三面的漫反射特征。
发明的有益效果
根据一实施例，可以通过激发(excitation)自由电子至实质相同的程度而从加热结构均匀地产生热。根据一实施例，当用加热结构对一个或更多个对象进行加热时，对象可以被局部地加热或者多个对象中的至少一部分对象被加热。根据一实施例，可以增加加热结构的加热面积。根据一实施例的加热结构和包括该加热结构的气溶胶生成装置的效果并不受限于上述效果，未言及的其他效果将通过下面的记载由本领域普通技术人员明确理解。
附图说明
基于参照下列附图进行的详细说明，本公开的实施例的上述及其他方面、特征，以及优点将变得更加明确。
图1至图3是根据一实施例的将气溶胶生成制品插入至气溶胶生成装置的示例附图。
图4和图5是根据一实施例的气溶胶生成制品的示例附图。
图6是根据一实施例的气溶胶生成装置的框图。
图7是根据一实施例的加热结构的立体图。
图8是图7的加热结构的部分放大图。
图9是图8的加热结构的部分俯视图。
图10是沿图9的10-10线的加热结构的截面图。
图11是根据一实施例的加热结构的部分俯视图。
图12是根据一实施例的加热结构的示意图。
图13是根据一实施例的加热结构的示意图。
图14是根据一实施例的加热结构的示意图。
图15是根据一实施例的加热结构的示意图。
图16是根据一实施例的基板和反射层之间的界面的放大图。
图17至图19是说明根据一实施例的在基板上形成反射层的方法的附图。
图20是根据一实施例的气溶胶生成装置的附图。
具体实施方式
在选择实施例中使用的术语时，考虑了其在本公开中的功能来选用当前广泛使用的通用术语。然而，这些术语也可能会根据本领域从业人员的意图、先例、新技术等而存在差异。在特定情况下申请人也可能任意选择术语，但对于这种情况，会在说明书中详细说明该术语的含义。因此，本公开中使用的术语并非简单的术语，应根据该术语具有的意义以及本发明的整体内容进行定义。
应当理解的是，当某个部分“包括”某个部件时，在没有特别言及反例的情况下是指，该部分还可以包括其他部件的情况，并不意味着排除其他部件。另外，在说明书中使用的“-单元”、“-模块”等术语可以指处理至少一个功能或操作的部分，其可以通过硬件或软件，或者硬件和软件的组合来实现。
下面，将参照附图详细说明本公开的实施例，以使本公开所属的技术领域的普通技术人员能够容易地实施各实施例。然而，本发明可以具有不同形式，并不受限于这里描述的实施例。
下面将参照附图详细说明本公开的实施例。
图1至图3是根据一实施例的将气溶胶生成制品插入至气溶胶生成装置中的示例附图。
参照图1，气溶胶生成装置1可以包括电池11、控制器12以及加热器13。参照图2以及图3，气溶胶生成装置1还包括汽化器14。此外，气溶胶生成制品2(例如香烟)可以插入至气溶胶生成装置1的内部空间中。
图1至图3中示出的气溶胶生成装置1可以包括与本文描述的实施例相关的部件。因此，本公开所属领域的普通技术人员应当理解，除了图1至图3所示的部件之外，气溶胶生成装置1还可以包括其他通用部件。
此外，图2及图3中的气溶胶生成装置1包括加热器13，但也可以根据需要省略加热器13。
图1中的电池11、控制器12以及加热器13配置成一列。图2中的电池11、控制器12、汽化器14以及加热器13配置成一列。图3中汽化器14与加热器13并列配置。然而，气溶胶生成装置1的内部结构并不受限于图1至图3所示。换言之，可以根据气溶胶生成装置1的设计来改变电池11、控制器12、加热器13以及汽化器14的配置。
将气溶胶生成制品2插入气溶胶生成装置1时，气溶胶生成装置1即可启动加热器13和/或汽化器14来生成气溶胶。基于加热器13和/或汽化器14生成的气溶胶会通过气溶胶生成制品2而被传递至用户。
根据需要，即使在气溶胶生成制品2未插入气溶胶生成装置1的情况下，气溶胶生成装置1也可以使加热器13进行加热。
电池11可以提供气溶胶生成装置1运行所需电力。例如，电池11可以提供电力使加热器13或汽化器14进行加热，并且，可以提供控制器12运行所需电力。另外，电池11可以提供使设置在气溶胶生成装置1中的显示器、传感器、马达等运行所需电力。
控制器12可以整体控制气溶胶生成装置1的运行。具体地，控制器12不仅可以控制电池11、加热器13以及汽化器14，还可以对包括在气溶胶生成装置1中的其他部件的操作进行控制。此外，控制器12可以通过确认气溶胶生成装置1的每个部件的状态来判断气溶胶生成装置1是否处于可运行状态。
控制器12可以包括至少一个处理器。所述至少一个处理器可以被实现为多个逻辑门的阵列，也可以被实现为通用微处理器与存储器的组合，所述存储器中存储有可由微处理器执行的程序。另外，本公开所属领域的普通技术人员应当理解的是所述至少一个处理器可以被实现为其他形式的硬件。
加热器13可通过电池11供电来进行加热。例如，将气溶胶生成制品插入气溶胶生成装置1时，加热器13可以位于气溶胶生成制品的外部。由此，加热后的加热器13可以提高气溶胶生成制品内气溶胶生成物质的温度。
加热器13可以是电阻式加热器。例如，加热器13中包括导电迹线(track)，随着电流在导电迹线上流动对加热器13进行加热。然而，加热器13并不受限于上面的示例，任何将加热器13加热至所期待的温度的示例都是可行的，而不受限制。在这里，可以在气溶胶生成装置1中预先设置所期待温度，也可以由用户设置所期待温度。
作为另一示例，加热器13可以是感应式加热器。具体地，加热器13可以包括通过感应加热来对气溶胶生成制品进行加热的导电线圈，气溶胶生成制品可以包括可由感应式加热器加热的感受器(susceptor)。
例如，加热器13可以包括管状加热元件、板状加热元件、针状加热元件或棒状加热元件，可以根据加热元件的形状来对气溶胶生成制品2的内部或外部进行加热。
另外，加热器13可以作为多个加热器被设置在气溶胶生成装置1中。多个加热器13可以插入至气溶胶生成制品2内部，也可以设置在气溶胶生成制品2的外部。此外，所述多个加热器13中的一些加热器可以设置成被插入至气溶胶生成制品2的内部，并且其余加热器被设置在气溶胶生成制品2的外部。然而，加热器13的形状并不受限于图1至图3中所示的形状，还可以制成多种形状。
汽化器14可以对液状组合物进行加热以生成气溶胶，所产生的气溶胶可以通过气溶胶生成制品2传递至用户。换言之，由汽化器14生成的气溶胶可以通过气溶胶生成装置1的气流通道移动，气流通道可以构造成使得由汽化器14生成的气溶胶可以通过气溶胶生成制品而被传递至用户。
例如，汽化器14可以包括液体储存部(例如，贮存器)、液体输送装置以及加热元件。然而，各实施例并不受限于此。例如，液体储存部、液体输送装置以及加热元件可以作为独立模块被包括在气溶胶生成装置1中。
液体储存部可以储存液状组合物。例如，液状组合物可以是含有挥发性烟草芳香成分的含烟草物质的液体，也可以是不含烟草物质的液体。液体储存部可以被制造成能够与汽化器14断开附接以及附接至汽化器14，或者可以与汽化器14成一体的方式制造。
例如，液状组合物可以包括水、溶剂、乙醇、植物提取物、香料、香味剂、或维生素混合物。香料可以包括例如薄荷醇、薄荷、绿薄荷油、各种水果香味成分等。然而，各实施例并不受限于此。香味剂中可以包括向用户提供不同香味或口味的成分。维生素混合物可以是维生素A、维生素B、维生素C、或维生素E中的至少一者的混合物。然而，各实施例并不受限于此。液状组合物可以包括诸如甘油以及丙二醇之类的气溶胶形成剂。
液体输送装置可以将液体储存部的液状组合物输送至加热结构。液体输送装置可以是例如棉纤维芯(wick)、陶瓷纤维芯、玻璃纤维芯、多孔陶瓷芯等。然而，各实施方式不限于此。
加热元件可以是配置成对液体输送装置所输送的液状组合物进行加热。例如，加热元件可以是金属加热丝、金属加热板、陶瓷加热器等。然而，各实施方式不限于此。此外，加热元件可以包括比如镍铬合金丝等导电丝，并且加热元件可以以缠绕液体输送装置的结构来布置。可以通过供应电流来对加热元件进行加热，从而将热传递至与加热元件接触的液状组合物来对液状组合物进行加热。最终可以生成气溶胶。
例如，汽化器14还可以被称为雾化烟弹(cartomizer)或雾化器(atomizer)。然而，各实施例并不受限于此。
一方面，除了电池11、控制器12、加热器13以及汽化器14之外，气溶胶生成装置1还可以包括其他通用部件。例如，气溶胶生成装置1可以包括输出视觉信息的显示器和/或输出触觉信息的马达。另外，气溶胶生成装置1可以包括至少一个传感器(例如，抽吸传感器、温度传感器、用于气溶胶生成制品的插入检测传感器等)。此外，气溶胶生成装置1还可以被制成具有即使在插入有气溶胶生成制品2的状态下也可以允许将外部空气流入或者将内部气体排出的结构。
尽管图1至图3中未示出，但是气溶胶生成装置1可以与单独的支架一起构成系统。例如，支架可以用于对气溶胶生成装置1的电池11充电。替代性地，支架也可以用于在支架与气溶胶生成装置1结合的状态使加热器13进行加热。
气溶胶生成制品2可以与通常的燃烧型香烟类似。例如，气溶胶生成制品2可以分为包括气溶胶生成物质的第一部分和包括过滤棒等的第二部分。替代性地，气溶胶生成制品2的第二部分也可以包括气溶胶生成物质。例如，制成颗粒或胶囊状的气溶胶生成物质也可以插入至第二部分。
也可以是第一部分整体插入至气溶胶生成装置1内部，而第二部分可以暴露于外部。替代性地，也可以是仅第一部分插入至气溶胶生成装置1内部，也可以是第一部分整体插入到气溶胶生成装置1中以及第二部分被部分地插入至气溶胶生成装置1内部。用户可以在将第二部分保持在嘴中的状态下吸入气溶胶。此时，随着外部空气流经第一部分生成气溶胶，所生成的气溶胶可以流经第二部分而被传递至用户的嘴。
例如，外部空气可以通过形成在气溶胶生成装置1的至少一个空气通道被引入。在该示例中，用户可以对形成在气溶胶生成装置1中的空气通道的开闭和/或空气通道的大小进行调节。由此，用户可以对雾化量、吸烟感觉等进行调节。作为另一示例，外部空气还可以通过形成在气溶胶生成制品2的表面上的至少一个孔(hole)而被引入到气溶胶生成制品2的内部。
下面，参照图4及图5来说明气溶胶生成制品2的示例。
图4及图5是根据一例的气溶胶生成制品的示例附图。
参照图4，气溶胶生成制品2可以包括烟草棒21及过滤棒22。以上参照图1至图3说明的第一部分21和第二部分22可以分别包括烟草棒21和过滤棒22。
尽管图4所示的过滤棒22仅有单个段，但各实施例并不受限于此。换言之，替代性地，过滤棒22可以包括多个段。例如，过滤棒22可以包括对气溶胶进行冷却的段以及对气溶胶内所含预定成分进行过滤的段。此外，过滤棒22还可以根据需要而包括执行其他功能的至少一个段。
气溶胶生成制品2的直径可以在5mm至9mm的范围内，并且气溶胶生成制品2的长度可以是约48mm。然而，实施例并不受限于此。例如，烟草棒21的长度可以约为12mm，过滤棒22的第一段的长度可以约为10mm，过滤棒22的第二段的长度可以约为14mm，以及过滤棒22的第三段的长度可以约为12mm。然而，实施例并不受限于此。
气溶胶生成制品2可以用至少一个包装件24包装。包装件24上可以具有供外部空气流入或内部气体流出的至少一个孔(hole)。作为一例，气溶胶生成制品2可以是用一个包装件24包装。作为另一例，气溶胶生成制品2还可以是用两个或更多个包装件24以叠置的方式来包装。例如，使用第一包装件241包装烟草棒21，以及使用包装件242、243、244来包装过滤棒22。此外，可以利用单个包装件245再次包装整个气溶胶生成制品2。例如，在过滤棒22包括多个段的情况下，所述多个段可以分别用包装件242、243、244来包装。
第一包装件241和第二包装件242可以由常规过滤包装纸形成。例如，第一包装件241和第二包装件242可以是多孔包装纸或无孔包装纸。另外，第一包装件241和第二包装件242可以由耐油性的纸和/或铝复合纸包装材料形成。
第三包装件243可以由硬质包装纸形成。例如，第三包装件243的基重可以在88g/m2至96g/m2的范围内，优选地可以在90g/m2至94g/m2的范围内。另外，第三包装件243的厚度可以在120μm至130μm的范围内，优选地可以是约125μm。
第四包装件244可以由耐油性的硬质包装纸形成。例如，第四包装件244的基重可以在88g/m2至96g/m2的范围内，优选地可以在90g/m2至94g/m2的范围内。另外，第四包装件244的厚度可以在120μm至130μm的范围内，优选地可以是约125μm。
第五包装件245可以是灭菌纸(例如MFW)。在这里，灭菌纸(MFW)可以指一种专门制造的纸，其在拉伸强度、耐水性、平滑度等方面优于普通纸。例如，第五包装件245的基重可以在57g/m2至63g/m2的范围内，优选可以是60g/m2。此外，第五包装件245的厚度可以在64μm至70μm的范围内，优选可以是约67μm。
第五包装件245内可以添加有预定材料。该材料可以例如是硅。然而，实施例不限于此。例如，硅可以具有受温度影响小的耐热性、不易氧化的抗氧化性、对各种化学品的耐受性、防水性或电绝缘性等特性。但也可以不使用硅，只要是具有上述特性的材料都可以不受限制地添加(或涂覆)到第五包装件245。
第五包装件245可以防止气溶胶生成制品2燃烧。例如，当烟草棒21被加热器13加热时气溶胶生成制品2可能会发生燃烧。具体地，当温度超过烟草棒21中包含的任何一种材料的燃点时，气溶胶生成制品2都可能会燃烧。即使出现这种情况，由于第五包装件245包含不燃材料，因此仍然可以防止气溶胶生成制品2发生燃烧。
此外，第五包装件245可以防止气溶胶生成装置(例如：烟嘴)被气溶胶生成制品2中产生的物质污染。用户在抽吸时，气溶胶生成制品2中可能产生液体物质。例如，随着气溶胶生成制品2生成的气溶胶被外部空气冷却，会产生液体物质(例如，水分等)。由于用第五包装件245包裹气溶胶生成制品2，因此可以防止气溶胶生成制品2中产生的液体物质泄漏到气溶胶生成制品2的外部。
烟草棒21可以包括气溶胶生成物质。例如，气溶胶生成物质可以包括甘油、丙二醇、乙二醇、二丙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇以及油醇中的至少一者。然而，实施例并不受限于此。烟草棒21还可以包括比方说例如香味剂、润湿剂和/或有机酸(organic acid)之类的其他添加剂。此外，烟草棒21可以包括诸如薄荷醇或保湿剂的香味液，该香味液是被喷洒在烟草棒21上来添加的。
烟草棒21可以被制成多种形式。例如，烟草棒21可以形成为片(sheet)或束(strand)。替代性地，烟草棒21可以由切碎烟草片后的烟丝制成。此外，可以用导热材料包裹烟草棒21。导热材料可以是比方说例如铝箔的金属箔。然而，实施例不限于此。作为一例，包裹烟草棒21的导热材料可以使传递至烟草棒21的热得到均匀分散，由此提高施加至烟草棒的导热率，从而改善香烟的口味。此外，包裹烟草棒21的导热材料可以用作由感应式加热器加热的感受器。此时，虽未图示，但烟草棒21除了包括将其外部包裹的导热材料之外还可以包括附加的感受器。
过滤棒22可以是醋酸纤维素过滤器。然而，过滤棒22的形状不受限制。例如过滤棒22可以是筒形棒，也可以是内部中空的管状棒。过滤棒22还可以是凹入型棒。例如，在过滤棒22包括多个段的情况下，这些段中的至少一个段可以是其他形状。
过滤棒22的第一段可以是醋酸纤维素过滤器。例如，第一段可以是内部中空的管状结构。通过第一段，可以在加热器13被插入到烟草棒21中时防止烟草棒21的内部材料被推到后面的情况，还可以起到对气溶胶进行冷却的效果。包括在第一段中的中空部的优选直径可以在2mm至4.5mm的范围内。然而，实施例并不受限于此。
第一段的优选长度可以在4mm至30mm的范围内。然而，实施例并不受限于此。优选地，第一段的长度可以为10mm。然而，实施例并不受限于此。
可以通过在第一段的制造过程中调节增塑剂的含量来调节第一段的硬度。此外，第一段可以通过将相同或不同材料的诸如膜或管之类的结构插入到第一段(例如，中空部)中而制成。
过滤棒22的第二段可以对加热器13在对烟草棒21进行加热时所生成的气溶胶进行冷却。由此，用户可以吸入被冷却到适当温度的气溶胶。
第二段的长度或直径可以根据气溶胶生成制品2的形状而不同。例如，第二段的优选长度可以在7mm至20mm的范围内。优选地，第二段的长度可为约14mm。然而，实施例并不受限于此。
第二段可以通过对聚合物纤维进行编织而制成。此时，可以将香味液施加到由聚合物制成的纤维上。或者，第二段可以通过将施加有香味液的单独纤维和由聚合物制成的纤维编织在一起而制成。又或者，第二段可以由卷曲的聚合物片材制成。
例如，聚合物可以是用选自以下各者的材料制成的：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乳酸(PLA)、醋酸纤维素(CA)、以及铝箔。
由于第二段由经编织的聚合物纤维或卷曲的聚合物片材制成，因此第二段可包括纵向延伸的一个或更多个通道。在这里，通道可以指气体(例如，空气或气溶胶)经过的路径。
例如，通过卷曲聚合物片材制成的第二段可以是用厚度在约5μm至约300μm之间、例如在约10μm至约250μm之间的材料制成。另外，第二段的总表面积可以在约300mm2/mm至约1000mm2/mm之间。此外，气溶胶冷却元件可由比表面积在约10mm2/mg至约100mm2/mg之间的材料制成。
一方面，第二段可包括含有挥发性香味成分的丝束(thread)。在这里，挥发性香味成分可以是薄荷醇。然而，实施例并不受限于此。例如，丝束可填充有足够量的薄荷醇以向第二段提供至少1.5mg的薄荷醇。
过滤棒22的第三段可以是醋酸纤维素过滤器。第三段的长度可以在4mm至20mm的范围内。例如，第三段的长度可约为12mm。然而，实施例并不受限于此。
第三段可以被制造成使得通过在制造第三段的过程中在第三段上喷洒香味液而产生香味。替代性地，可将施加有香味液的单独纤维插入到第三段内部。烟草棒21中生成的气溶胶在通过过滤棒22的第二段得到冷却，而冷却后的气溶胶可以通过第三段而被传递到用户。因此，将香味元素添加到第三段时，可以提高传递给用户的香味的持久性。
此外，过滤棒22可以包括至少一个胶囊23。在这里，胶囊23可以起到产生香味的作用，也可以起到生成气溶胶的作用。例如，胶囊23可以具有用膜将包含芳香剂的液体包裹的结构。胶囊23可以具有球形或者筒形形状。然而，实施例并不受限于此。
参照图5，气溶胶生成制品3还可以包括前端塞33。前端塞33可以布置在烟草棒31的与过滤棒32相反的一侧。前端塞33可以防止烟草棒31脱离至外部，还可以防止在吸烟过程中烟草棒31中被液化的气溶胶流入气溶胶生成装置(例如图1至图3的气溶胶生成装置1)中。
过滤棒32可以包括第一段321和第二段322。在这里，第一段321可以对应于图4的过滤棒22的第一段，第二段322可以对应于图4的过滤棒22的第三段。
气溶胶生成制品3的直径与整体长度可以对应于图4的气溶胶生成制品2的直径与整体长度。例如，前端塞33的长度可以约为7mm，烟草棒31的长度可以为约15mm，第一段321的长度可以约为12mm，以及第二段322的长度可以约为14mm。然而，实施例不限于此。
气溶胶生成制品3可以用至少一个包装件35包装。包装件35上可以具有供外部空气流入或内部气体排出的至少一个孔。例如，可以用第一包装件351包装前端塞33、用第二包装件352包装烟草棒31、用第三包装件353包装第一段321、用第四包装件354包装第二段322。此外，可以用第五包装件355再次整体地包装气溶胶生成制品3。
另外，第五包装件355中可以形成有至少一个通孔36。例如，通孔36可以形成在围绕烟草棒31的区域中。然而，实施例并不受限于此。通孔36可以起到将通过图2和图3所示的加热器13产生的热传递至烟草棒81内部的作用。
此外，第二段322可以包括至少一个胶囊34。在这里，胶囊34可以起到产生香味的作用，也可以起到生成气溶胶的作用。例如，胶囊34可以具有用膜将包含芳香剂的液体包裹的结构。胶囊34可以具有球形或者筒形形状。然而，实施例并不受限于此。
第一包装件351可以是常规的过滤包装纸与诸如铝箔等的金属箔的结合物。例如，第一包装件351的总厚度可以在45μm至55μm的范围内，优选可以是约50.3μm。此外，第一包装件351的金属箔的厚度可以在6μm至7μm的范围内，优选可以是6.3μm。此外，第一包装件351的基重可以在50g/m2至55g/m2的范围内，优选可以是53g/m2。
第二包装件352和第三包装件353可以利用常规的过滤包装纸来形成。例如，第二包装件352和第三包装件353可以是多孔包装纸或无孔包装纸。
例如，第二包装件352的多孔度可以是35000CU。然而，实施例并不受限于此。另外，第二包装件352的厚度可以在70μm至80μm的范围内，优选可以是约78μm。此外，第二包装件352的基重可以在20g/m2至25g/m2的范围内，优选可以是23.5g/m2。
例如，第三包装件353的多孔度可以是24000CU。然而，实施例并不受限于此。另外，第三包装件353的厚度可以在60μm至70μm的范围内，优选可以是约68μm。此外，第三包装件353的基重可以在20g/m2至25g/m2的范围内，优选可以是21g/m2。
第四包装件354可以利用聚乳酸(PLA)合成纸来形成。在这里，PLA合成纸可以指由纸层、PLA层以及纸层组成的3层纸。例如，第四包装件354的厚度可以在100μm至120μm的范围内，优选可以是约110μm。此外，第四包装件354的基重可以在80g/m2至100g/m2的范围内，优选可以是88g/m2。
第五包装件355可以是灭菌纸(例如MFW)。在这里，灭菌纸(MFW)可以指一种专门制造的纸，其在拉伸强度、耐水性、平滑度等方面优于普通纸。例如，第五包装件355的基重可以在57g/m2至63g/m2的范围内，优选可以是60g/m2。此外，第五包装件355的厚度可以在64μm至70μm的范围内，优选可以是约67μm。
第五包装件355内可以添加有预定材料。该材料可以例如是硅。然而，实施例不限于此。例如，硅可以具有受温度影响小的耐热性、不易氧化的抗氧化性、对各种化学品的耐受性、防水性或电绝缘性等特性。但也可以不使用硅，只要是具有上述特性的材料都可以不受限制地添加(或涂覆)到第五包装件355。
前端塞33可以由醋酸纤维素制成。作为一例，前端塞33可以是在醋酸纤维素丝束添加增塑剂(例如，三醋精)制成。醋酸纤维素丝束的长丝的单丝旦数(mono denier)可以在1.0至10.0的范围内，优选地可以在4.0至6.0的范围内。更优选地，前端塞33的长丝的单丝旦数可以是约5.0。此外，前端塞33的长丝的横截面可以是Y形。前端塞33的总旦数(totaldenier)可以在20000至30000的范围内，优选地可以在25000至30000的范围内。更优选地，前端塞33的总旦数可为28000。
此外，根据需要，前端塞33可以包括至少一个通道，并且通道的横截面形状可以以不同的方式来设置。
烟草棒31可以对应于参照图4说明的烟草棒21。因此，下面将省略对烟草棒31的详细说明。
第一段321可由醋酸纤维素制成。例如，第一段可以是内部中空的管状结构。第一段321可以通过在醋酸纤维素丝束中添加增塑剂(例如三醋精)制成。例如，第一段321的单丝旦数和总旦数可以与前端塞33的单丝旦数和总旦数相同。
第二段322可由醋酸纤维素制成。第二段322的长丝的单丝旦数(mono denier)可以在1.0至10.0的范围内，优选在8.0至10.0的范围内。更优选地，第二段322的长丝的单丝旦数可为9.0。另外，第二段322的长丝的横截面可以是Y形。第二段322的总旦数(totaldenier)可以在20000至30000的范围内，优选为25000。
图6是根据一实施例的气溶胶生成装置400的框图。
气溶胶生成装置400可以包括控制器410、感测单元420、输出单元430、电池440、加热器450、用户输入单元460、存储器470以及通信单元480。但气溶胶生成装置400的内部结构并不受限于图6所示的结构。本公开所属领域的普通技术人员应当理解的是，可以根据气溶胶生成装置400的不同设计省略图6所示的部分部件或者可以添加新的部件。
感测单元420可以感测气溶胶生成装置400的状态或气溶胶生成装置400周围的状态，并将通过感测获得的感测信息传输至控制器410。控制器410可以基于该感测信息来控制气溶胶生成装置400，以控制加热器450的操作、限制吸烟、判断是否插入气溶胶生成物质(例如，香烟、烟弹等)、显示通知、以及执行其他功能。
感测单元420可以包括温度传感器422、插入检测传感器424和抽吸传感器426中的至少一者。然而，实施例并不受限于此。
温度传感器422可以感测加热器450(或气溶胶生成物质)被加热的温度。气溶胶生成装置400可包括单独的温度传感器来感测加热器450的温度，或者加热器450本身可用作温度传感器。替代性地，温度传感器422可设置在电池440周围来监测电池440的温度。
插入检测传感器424可以感测气溶胶生成物质是否被插入和/或移除。例如，插入检测传感器424可以包括膜传感器、压力传感器、光传感器、电阻传感器、电容传感器、电感传感器和红外传感器中的至少一者，插入检测传感器424可以感测插入和/或移除气溶胶生成物质时的信号变化。
抽吸传感器426可以基于气流路径或气流通道的各种物理变化来感测用户的抽吸。例如，抽吸传感器426可以基于温度变化、流量(flow)变化、电压变化和压力变化中的任何一者来感测用户的抽吸。
除了上述传感器422至426之外，感测单元420还可以包括温度/湿度传感器、气压传感器、磁传感器(magnetic sensor)、加速度传感器(acceleration sensor)、陀螺仪传感器、位置传感器(例如，全球定位系统(GPS))、接近传感器以及红绿蓝(RGB)传感器(例如照度传感器)中的至少一者。由于本领域普通技术人员可以从名称中直观地推断出每个传感器的功能，因此省略详细说明。
输出单元430可以输出与气溶胶生成装置400的状态有关的信息并将该信息提供给用户。输出单元430可以包括显示部432、触觉部434以及声音输出部436中的至少一者。然而，实施例并不受限于此。当显示部432和触摸板以层叠结构的方式提供以形成触摸屏时，显示部432不仅可以用作输出装置还可以用作输入装置。
显示部432可以将有关气溶胶生成装置400的信息可视化地提供给用户。例如，有关气溶胶生成装置400的信息可以包括气溶胶生成装置400的电池440的充电/放电状态、加热器450的预热状态、气溶胶生成制品的插入/移除状态、气溶胶生成装置400的使用受限状态(例如，检测到异常物品)等，并且显示部432可以将所述信息输出到外部。显示部432可以是例如液晶显示面板(LCD)、有机发光显示面板(OLED)等。显示部432还可以是发光二极管(LED)装置。
触觉部434可以通过将电信号转换成机械刺激或电刺激而以触觉的方式向用户提供与气溶胶生成装置400有关的信息。例如，触觉部434可以包括马达、压电元件或电刺激装置。
声音输出部436可将与气溶胶生成装置400有关的信息以声音的方式提供给用户。例如，声音输出部436可以将电信号转换成声音信号并将该声音信号输出到外部。
电池440可以提供用于使气溶胶生成装置400进行工作的电力。电池440可以供电来使加热器450进行加热。此外，电池440可以提供用于使包括在气溶胶生成装置400中的其他部件(例如感测单元420、输出单元430、用户输入单元460、存储器470以及通信单元480)进行工作所需的电力。电池440可以是可充电电池或一次性电池。例如，电池440可以是锂聚合物(LiPoly)电池。然而，实施例并不受限于此。
加热器450可以从电池440接收电力来加热气溶胶生成物质。尽管图6中未示出，但气溶胶生成装置400还可以包括对电池440的电力进行转换并将所转换的电力供应至加热器450的电力转换电路(例如，直流(DC)-DC(DC/DC)转换器)。另外，当气溶胶生成装置400采用感应加热方式生成气溶胶时，气溶胶生成装置400还可以包括将电池440的直流电转换为交流电的DC-交流(AC)(DC/AC)转换器。
控制器410、感测单元420、输出单元430、用户输入单元460、存储器470以及通信单元480可以从电池440接收电力来实现功能。尽管图6中未示出，但是气溶胶生成装置400还可以包括电力转换电路、例如低压差(low dropout，LDO)电路或稳压电路，该电力转换电力对电池440的电力进行转换并将所转换的电力供应至相应的部件。
在一实施例中，加热器450可以由任何合适的电阻材料制成。电阻材料可以是金属或金属合金，包括钛、锆、钽、铂、镍、钴、铬、铪、铌、钼、钨、锡、镓、锰、铁、铜、不锈钢、镍铬等。然而，实施例并不受限于此。另外，加热器450可以被实现为金属加热丝(wire)、设置有导电迹线(track)的金属加热板(plate)、陶瓷加热元件等，但并不受限于此。
在一实施例中，加热器450可以是感应加热式加热器。例如，加热器450可以包括感受器，该感受器通过线圈施加的磁场来发热，由此来对气溶胶生成物质进行加热。
在一实施例中，加热器450可以包括多个加热器。例如，加热器450可以包括用于对气溶胶生成制品进行加热的第一加热器和用于对液体进行加热的第二加热器。
用户输入单元460可以接收从用户输入的信息或向用户输出信息。例如，用户输入单元460可以包括键盘(key pad)、弹片开关(dome switch)、触摸板(例如接触电容式、压力电阻膜式、红外感应式、表面超声波传导式、整体张力测量式、压电效应式等)、滚轮、滚轮开关等。然而，实施例并不受限于此。另外，尽管图6中未示出，但是气溶胶生成装置400还可以包括连接接口(connection interface)、比如通用串行总线(USB)接口，并且气溶胶生成装置400可以通过连接接口、比如USB接口而与其他外部装置连接以发送和接收信息，或者对电池440进行充电。
作为对气溶胶生成装置400所处理的各种数据进行存储的硬件的存储器470可以存储由控制器410处理的数据和待处理的数据。存储器470可以包括闪存型(flash memorytype)存储器、硬盘型(hard disk type)存储器、多媒体卡微型(multimedia card microtype)存储器、卡型存储器(如SD或XD存储器等)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、静态随机存取存储器(static random access memory，SRAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmableread-only memory，EEPROM)、可编程只读存储器(programmable read-only memory，PROM)、磁存储器、磁盘、光盘中至少一种存储介质。存储器470可以对气溶胶生成装置400的操作时间、最大抽吸次数、当前抽吸次数、至少一个温度曲线、与用户的吸烟模式相关联的数据等进行存储。
通信单元480可以包括与其他电子装置通信的至少一个部件。例如，通信单元480可以包括近距离无线通信单元482和无线通信单元484。
近距离无线通信部482可以包括蓝牙通信单元、蓝牙低功耗(Bluetooth LowEnergy，BLE)通信单元、近场通信单元(Near Field Communication unit)、WLAN(Wi-Fi)通信单元、Zigbee通信单元、红外数据协议(infrared Data Association，IrDA)通信单元、Wi-Fi直连(WFD)通信单元、超宽带(ultra wideband，UWB)通信单元、以及Ant+通信单元等。然而，实施例并不受限于此。
无线通信单元484可以包括例如蜂窝网络通信部、互联网通信部、计算机网络(例如，局域网(LAN)或广域网(WAN))通信部等。然而，实施例不限于此。无线通信单元484可以使用订阅用户信息(例如，国际移动订阅用户标识符(IMSI))而在通信网络内对气溶胶生成装置400进行确认和验证。
控制器410可以控制气溶胶生成装置400的整体操作。在一实施例中，控制器410可以包括至少一个处理器。所述至少一个处理器可以实现为多个逻辑门的阵列，也可以实现为通用微处理器与存储器的组合，所述存储器中存储有可由微处理器执行的程序。另外，本公开所属领域的普通技术人员应当理解的是控制器可以以其他形式的硬件来实现。
控制器410可以通过控制电池440向加热器450的电力供应来控制加热器450的温度。例如，控制器410可以通过控制电池440与加热器450之间的开关元件的开关来控制电力供应。在另一示例中，直接加热电路可以根据控制器410的控制命令来控制对加热器450的电力供应。
控制器410可以对通过感测单元420感测所获得的感测结果进行分析并控制后续待执行的过程。例如，控制器410可以根据通过感测单元420感测所获得的感测结果来控制提供给加热器450的电力，由此使加热器450的操作开始或结束。又例如，控制器410可以根据感测单元420所获得的感测结果来对提供给加热器450的电力的量以及供电时间进行控制，使得加热器450可以被加热到预定温度或维持在合适的温度。
控制器410可以根据由感测单元420所获得的感测结果来控制输出单元430。例如，当通过抽吸传感器426计数的抽吸次数达到预设次数时，控制器410可以通过显示部432、触觉部434以及声音输出部436中的至少一者来通知用户气溶胶生成装置400即将终止。
在一实施例中，控制器410可以根据感测单元420感测到的气溶胶生成制品的状态来控制对加热器450的供电时间和/或供电量。例如，当气溶胶生成制品处于过湿状态时，控制器410可以控制对感应线圈的供电时间，从而相比处于常规状态的气溶胶生成制品的情况延长预热时间。
一个实施例还可以实现为存储介质，该存储介质包括可以由计算机执行的指令，比如可以由计算机执行的程序模块。计算机可读介质可以是可由计算机访问的任何可用介质，且包括易失性(volatile)介质、非易失性(non-volatile)介质、可移动(removable)介质、以及不可移动(non-removable)介质。此外，计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括用于对诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据之类的信息进行存储的通过任何方法或技术实现的所有易失性介质、非易失性介质、可移动介质、以及不可移动介质。通信介质通常包括计算机可读指令、数据结构、调制数据信号中的其他数据比如程序模块、或其他传输机制，且包括任意信息传输介质。
图7是根据一实施例的加热结构的立体图，以及图8是图7的加热结构的部分放大图。图9是图8的加热结构的部分俯视图，以及图10是沿图9的10-10线的加热结构的截面图。
参照图7至图10，根据一实施例的加热结构550可以通过表面等离子体共振产生热。“表面等离子体共振”是指沿着金属颗粒与介质的界面传播的电子的集体振荡。例如，在加热结构550的外部传播的光线可以引起金属颗粒的电子的集体振荡。被激发的金属颗粒的电子可以产生热能，并且所产生的热能可以在应用加热结构550的环境中传递。在一实施例中，加热结构550可以通过将所产生的热传递至对象来对另一对象(例如，气溶胶生成制品)进行加热。
加热结构550可以包括基板551，基板551具有第一面551A(例如，沿+Z方向的面)和与第一面551A相反的第二面551B(例如，沿-Z方向的面)。
在一实施例中，基板551可以是板状。第一面551A和/或第二面551B可以是实质上平坦的。根据一实施例，基板551可以具有适合产生热的任何形状。例如，基板551可以被实现为实质上为筒形的形状，其中第一面551A作为外表面，并且第二面551B作为内表面。
在一实施例中，基板551可以由各种材料制成。例如，基板551可以由玻璃、硅(Si)、二氧化硅(SiO2)、蓝宝石、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和/或任何其他合适的材料制成。在一些实施例中，基板551可以由玻璃、硅(Si)、二氧化硅(SiO2)、以及蓝宝石中的任一者或它们的组合制成。在一些实施例中，基板551可以包括具有相对低的传热系数的材料。这可允许热仅被传递至基板551上的部分区域。
在一实施例中，基板551可以表现出导电性。在一实施例中，基板551可以表现出电绝缘性。
在一实施例中，基板551可以由具有任意适于在加热结构550被布置的环境中使用的导热率的材料制成。例如，在1巴(bar)的压力和25℃的温度下，基板551可以具有约0.6W/mK或0.6W/mK以下、约1W/mK至约2W/mK、约2W/mK至约5W/mK、约5W/mK至约10W/mK、约10W/mK至约100W/mK、约100W/mK至约200W/mK的导热率。在一些实施例中，在1巴的压力和25℃的温度下，基板551可以具有约0.6W/mK或0.6W/mK以下、约1.3W/mK、约148W/mK、或者约46.06W/mK的导热率。
加热结构550可以包括定位在基板551的第一面551A上的多个金属棱柱554。所述多个金属棱柱554可以包括通过任何合适的沉积工艺(例如，物理气相沉积)而沉积在基板551上的多个金属颗粒。
在一实施例中，形成多个金属棱柱554的多个金属颗粒可以是纳米级的。例如，多个金属颗粒可具有约1μm或1μm以下的平均最大直径。在一些实施例中，多个金属颗粒可以具有约700nm或700nm以下、约600nm或600nm以下、约500nm或500nm以下、约400nm或400nm以下、约300nm或300nm以下、约200nm或200nm以下、约150nm或150nm以下、或约100nm或100nm以下的平均最大直径。
在一实施例中，多个金属颗粒可以由任何适合于产生热的材料制成。例如，多个金属颗粒可以包括金、银、铜、钯、铂、铝、钛、镍、铬、铁、钴、锰、铑和钌中的至少一者或它们的组合。
在一实施例中，多个金属颗粒可以由任何适合用于与特定波段(例如，可见光波段，即，约380nm至约780nm)的光相互作用来产生热的材料制成。例如，多个金属颗粒可包括金、银、铜、钯、以及铂中的至少一者或它们的组合。
在一些实施例中，多个金属颗粒可以由具有平均最大吸光度的金属材料制成。在此处，平均最大吸光度可以被限定为在特定波段下实质上具有峰值的吸光度。与吸光度相对应的特定波段可以被理解为多个金属颗粒产生共振的波段。例如，多个金属颗粒可以是由在以下范围的波段具有平均最大吸光度的金属材料制成：约430nm至约450nm之间、约480nm至约500nm之间、约490nm至约510nm之间、约500nm至约520nm之间、约550nm至约570nm之间、约600nm至约620nm之间、约620nm至约640nm之间、约630nm至约650nm之间、约640nm至约660nm之间、约680nm至约700nm之间、或约700nm至约750nm之间的波段。除了金属材料之外，多个金属颗粒的平均最大吸光度可以根据基板551的类型、多个金属颗粒所形成的金属棱柱554的大小和/或金属棱柱554的形状而不同。
在一实施例中，多个金属棱柱554可以在基板551的第一面551A上限定出空隙区域VA，该空隙区域VA由多个由金属棱柱554围绕。例如，空隙区域VA可以具有实质上为圆形或椭圆形的形状，并且多个金属棱柱554可沿空隙区域VA的周向方向布置。
在一实施例中，空隙区域VA可以具有约10nm或10nm以上、约50nm或50nm以上、约90nm或90nm以上、约100nm或100nm以上、约150nm或150nm以上、约200nm或200nm以上、约300nm或300nm以上、约350nm或350nm以上、约450nm或450nm以上、或者约500nm或500nm以上的平均最大直径。在一些实施例中，空隙区域VA可具有约450nm或450nm以上的平均最大直径。在一些实施例中，空隙区域VA可具有约350nm或350nm以上的平均最大直径。在一些实施例中，空隙区域VA可具有约300nm或300nm以上的平均最大直径。
在一实施例中，空隙区域VA可具有约1,000nm或1,000nm以下、约900nm或900nm以下、约800nm或800nm以下、约700nm或700nm以下、约600nm或600nm以下、或者约550nm或550nm以下的平均最大直径。在一些实施例中，空隙区域VA可以具有约600nm或600nm以下的平均最大直径。
在一实施例中，所述多个金属棱柱554可以分别包括面向基板551的第一面551A的第一基面554A(例如，下基面)、与第一基面554A相反的第二基面554B(例如，上基面)、以及位于第一基面554A与第二基面554B之间的多个侧面554C1、554C2、554C3。
在一实施例中，第一基面554A与第二基面554B可以实质上彼此平行。
在一实施例中，第一基面554A和/或第二基面554B可以实质上是平坦的。
在一实施例中，第一基面554A与第二基面554B之间的距离(例如，金属棱柱554的厚度)可以为约10nm或10nm以下。当金属棱柱554的厚度超过10nm时，会使形成金属棱柱554的多个金属颗粒的放热反应减少，最终降低加热结构550的加热效率。
在一实施例中，所述多个侧面554C1、554C2、554C3可以沿不同方向定向。例如，第一侧面554C1可以沿第一方向(例如，第一径向方向)定向；第二侧面554C2可以与第一侧面554C1连接并沿第二方向(例如，第二径向方向)定向；以及第三侧面554C3可以分别与第一侧面554C1以及第二侧面554C3连接，并沿第三方向(例如，第三径向方向)定向。
在一实施例中，所述多个侧面554C1、554C2、554C3中的至少一个侧面可以形成为大致弯曲的表面。在一些实施例中，所述多个侧面554C1、554C2、554C3可以形成为具有大致相同曲率的曲面。在一实施例中，多个侧面554C1、554C2、554C3中的任意一个侧面的曲率可以不同于另一侧面的曲率。
在一实施例中，多个侧面554C1、554C2、554C3可以形成为朝向金属棱柱554的中心凹陷的曲面。在一实施例中，多个侧面554C1、554C2、554C3中的至少一个侧面可以形成为从金属棱柱554的中心凸出的曲面。
在一实施例中，所述多个金属棱柱554可以包括两个侧面。例如，金属棱柱554可以具有实质上是半圆形或接近半圆形的形状。
在一实施例中，所述多个金属棱柱554可以定位成在基板551的第一面551A上物理地彼此间隔开。例如，所述多个金属棱柱554可以沿着空隙区域VA的周缘(例如，周向部)彼此间隔开。
在一实施例中，所述多个金属棱柱554可以以实质上相同的间隔彼此间隔开。在一实施例中，所述多个金属棱柱554中的任一对相邻的金属棱柱554之间的间隔可以不同于另一对相邻的金属棱柱554之间的间隔。
图11是根据一实施例的加热结构的部分俯视图。
参照图11，根据一实施例的加热结构650可以包括基板651和定位在基板651上的金属棱柱654。金属棱柱654实质上可以是单个结构件，并限定出多个空隙区域VA。例如，金属棱柱654可以实质上限定出所述多个空隙区域VA的整个周缘。金属棱柱654可以包括在空隙区域VA的周缘(例如，周向部)上的一位置处的第一棱柱区域6541、在空隙区域VA的周缘(例如，周向部)上的另一位置处的第二棱柱区域6542、以及在第一棱柱区域6541与第二棱柱区域6542之间的第三棱柱区域6543。第一棱柱区域6541、第二棱柱区域6542和第三棱柱区域6543可以一体无缝连接。
图12是根据一实施例的加热结构的示意图。
参照图12，根据一实施例的加热结构750可以包括：具有第一面751A和第二面751B的基板751(例如，基板551、651)、定位在第一面751A上的表面等离子体共振(surfaceplasmon resonance，SPR)结构754(例如，金属棱柱554、654)、以及定位在第二面751B上的反射层755。加热结构750可以配置成用来接收基板751和/或SPR结构754上的光线L。
在一实施例中，SPR结构754可以被实现为包括多个金属颗粒的至少一个金属棱柱(例如，金属棱柱554、654)。在一实施例中，SPR结构754可以包括施加在基板751的第一面751A上的多个金属颗粒。在一实施例中，SPR结构754可以包括金属材料形成的至少一个金属膜。
发射光线L的光源可以与加热结构750间隔开预定距离。例如，光源与加热结构750之间的距离可以是约40cm或40cm以下、约35cm或35cm以下、约30cm或30cm以下、约25cm或25cm以下、约20cm或20cm以下、约15cm或15cm以下、约10cm或10cm以下、或约5cm或5cm以下。光源与加热结构750之间的距离可以是约5cm或5cm以上、约10cm或10cm以上、约15cm或15cm以上、约20cm或20cm以上、或约25cm或25cm以上。
光线L可以入射(incident)到基板751和/或SPR结构754的斑点LS上。例如，斑点LS可具有约2mm或2mm以下、约1.5mm或1.5mm以下、约1mm或1mm以下、或约0.5mm或0.5mm以下的大小。斑点LS可以具有约0.2mm或0.2mm以上、约0.4mm或0.4mm以上、约0.6mm或0.6mm以上、或约0.8mm或0.8mm以上的大小。
反射层755可以配置成将穿过基板751的光线L反射到基板751和/或SPR结构754上。反射层755对透过基板751的光线L的反射，可以允许基板751和SPR结构754利用反射光。最终，可以提高加热结构750的光利用效率并相应地提高加热效率。
在一实施例中，反射层755可以形成在基板751的整个第二面751B上。在一实施例中，反射层755可以形成在基板751的部分第二面751B上。例如，反射层755可以实现为基板751的第二面751B部分区域上的单个反射区域或实现为多个反射区域。
反射层755可以是适合对光线L进行反射的任何材料。在一实施例中，反射层755可以由金属材料制成。例如，反射层755可以由金、银、铜和其他适合反射的任意金属材料中的至少一种或它们的组合制成。
反射层755可以具有适合对光线L进行反射的任意厚度。反射层755的厚度可以预先设置为适合光线L实质上进行镜面反射的值。例如，反射层755的厚度可以是约15nm或15nm以下、约12nm或12nm以下、约10nm或10nm以下、约8nm或8nm以下、或约5nm或5nm以下。在优选示例中，反射层755的厚度可以是约10nm。可以基于基板751的折射率、基板751的厚度、反射层755的折射率和/或任何其他参数来确定反射层755的厚度。
在一实施例中，反射层755可以直接接触基板751的第二面751B。替代性地，反射层755可以与基板751的第二面751B间隔开，并且第二面751B与反射层755之间可以定位有介质(例如，空气)。
在一实施例中，加热结构750可以包括定位在反射层755上的吸收层756。吸收层756可以配置成对未被反射层755反射而是穿过反射层755的部分光线进行吸收。吸收层756可以增加加热结构750的光利用效率。
在一实施例中，吸收层756可以通过涂覆而至少部分地被施加在反射层755上。
在一实施例中，吸收层756可具有实质上很高的辐射率。在一些实施例中，吸收层756可具有实质上上接近于1的辐射率。吸收层756可以被实现为实质上接近黑体(blackbody)的结构和/或材料。例如，吸收层756可以被实现为具有至少一个孔的结构，光可以通过该孔进入其中并且实质上永久地在其中反射。在一实施例中，吸收层756可以被实现为灰体(gray body)或白体(white body)。
在一实施例中，加热结构750可以包括配置成生成热图像的热成像仪760。例如，热成像仪760可以生成包括加热结构750的热分布的图像。在一实施例中，热成像仪760可被包括在加热结构750的外部组件(例如，图20的气溶胶生成装置1200)中。
图13是根据一实施例的加热结构的示意图。
参照图13，根据一实施例的加热结构850可以包括：具有第一面851A和第二面851B的基板851；位于第一面851A上的表面等离子体共振(SPR)结构854；位于第一面851A和SPR结构854上的第一反射层855A；位于第二面851B上的第二反射层855B(例如，图12的反射层755)；以及设置在第二反射层855B上的吸收层856(例如，吸收层756)。
在一实施例中，SPR结构854可以被实现为包括多个金属颗粒的至少一个金属棱柱(例如，金属棱柱554、654)。在一实施例中，SPR结构854可以包括施加在第一面851A上的多个金属颗粒。在一实施例中，SPR结构854可以包括由金属材料制成的至少一个金属膜。
第一反射层855A可以将局部聚焦到基板851和/或SPR结构854的光线L扩散到整个基板851和/或SPR结构854。当光线L被扩散到整个基板851和/或SPR结构854时，可以扩大表面等离子体共振的加热面积。
第一反射层855A可以包括反射区域A1，该反射区域A1配置成对来自基板851和/或SPR结构854的光线L进行反射。反射区域A1所接收到的入射光线L可以包括从基板851反射的光线L、从SPR结构854反射的光线L、或者被第二反射层855B反射后透过基板851的光线L。
在一实施例中，反射区域A1可以沿着基板851的第一面851A延伸或者扩展。在一些实施例中，反射区域A1可以具有实质上连续的表面。或者，反射区域A1可以包括离散的多个表面。
在一实施例中，反射区域A1可以与基板851的第一面851A和/或SPR结构854间隔开预设距离。或者，反射区域A1可以至少部分地接触第一面851A和/或SPR结构854。
在一实施例中，反射区域A1可以由适合对光线L进行反射的任意材料制成。例如，反射区域A1可以由金、银、铜、铝或其他适合进行反射的金属材料制成。在一些实施例中，反射区域A1可以是适合光线L镜面反射的材料。
在一实施例中，第一反射层855A可以包括至少一个透光区域A2，透光区域A2配置成允许光线L穿过第一反射层855A并到达基板851的第一面851A和/或SPR结构854。透光区域A2可以形成在反射区域A1内的任意合适的位置。
在一实施例中，透光区域A2可以包括开口。开口可以具有合适的大小来尽量减少无法穿过开口的光的量。例如，开口可以具有例如圆形或椭圆形的实质上弯曲的形状，或者可以具有如矩形的多边形形状。在一实施例中，透光区域A2可以由适合光线L通过的材料制成。例如，反射区域A1可以由实质上不透明的材料制成，而透光区域A2可以由实质上透明或半透明的材料制成。
图14是根据一实施例的加热结构的示意图。
参照图14，根据一实施例的加热结构950可以包括：具有第一面951A和第二面951B的基板951；设置在第一面951A上的表面等离子体共振(SPR)结构954；位于第一面951A及SPR结构954上的第一反射板955A，第一反射板955A包括配置成使光线L反射的反射区域A1以及配置成使光线L通过的透光区域A2；位于第二面951B上的第二反射层955B；以及位于第二反射层951B上的吸收层956。
加热结构950可以具有大致筒形的结构。例如，第一面951A可以定向成朝向朝向加热结构950的外侧，第二面951B可以定向成朝向加热结构950的内侧，由此基板951可以被配置成限定出中空区域S。
SPR结构954和/或第一反射层955A的反射区域A1可以包裹基板951的至少一部分第一面951A，并沿着基板951的周向方向延长或扩展。
第二反射层955B和/或吸收层956可以至少部分地被基板951的第二面951B包裹。第二反射层955B和/或吸收层956可以限定出中空区域S。
图15是根据一实施例的加热结构的示意图，以及图16是根据一实施例的基板和反射层之间的界面的放大图。
参照图15及图16，加热结构1050可以包括：具有第一面1051A和第二面1051B的基板1051；位于第一面1051A上的表面等离子体共振(SPR)结构1054；反射层1055，其包括面向第二面1051B的第三面1055A以及与第三面1055A相反的第四面1055B；以及吸收层1056，其包括面向第四面1055B的第五面1056A以及与第五面1056A相反的第六面1056B。
在一实施例中，SPR结构1054可以被实现为包括多个金属颗粒的至少一个金属棱柱(例如，金属棱柱554和654)。在一实施例中，SPR结构1054可以包括施加在第一面1051A上的多个金属颗粒。在一实施例中，SPR结构1054可以包括由金属材料制成的至少一个金属膜。
在一实施例中，基板1051可以包括面向第三面1055A并形成在第二面1051B上的第一漫反射特征1051C，并且反射层1055可以包括面向第二面1051B并形成在第三面1055A上的第二漫反射特征1055C。第二漫反射特征1055C可以被配置成将穿过基板1051并朝着反射层1055行进的光线以不同方向反射到基板1051中以及基板1051的第一面1051A。
当基于第二漫反射特征1055C出现漫反射(即，光线在不同方向上反射)时，可以增加传递至基板1051的第一面1051A上的光的面积。随着被传递到基板1051的第一面1051A上的光的面积增加，SPR结构1054可用的光量随之增加。最终可以增加加热结构1050的加热面积。
在一实施例中，第一漫反射特征1051C和第二漫反射特征1055C实质上彼此匹配。“实质上匹配”可以被理解为两个特征1051C、1055C可以具有实质上相同的形状。在一些实施例中，第一漫反射特征1051C和第二漫反射特征1055C可以部分彼此接触。
在一实施例中，第一漫反射特征1051C可以是通过使基板1051的第二面1051B变得粗糙而形成的粗糙结构。例如，第一漫反射特征1051C可以是通过蚀刻(例如，激光蚀刻)第二面1051B而具有预定的粗糙度。例如，形成有第一漫反射特征1051C的第二面1051B的表面粗糙度Ra可以为约0.1μm或0.1μm以上。
在一实施例中，第一漫反射特征1051C可形成在第二面1051B的实质上整个区域，并且第二漫反射特征1055C可形成在第三面1055A的实质上整个区域上。在一实施例中，第一漫反射特征1051C可以形成在第二面1051B的一部分上，并且第二漫反射特征1055C可以形成在第三面1055A的与第二面1051B的该部分相对应的一部分上。
在一实施例中，基板1051可以不包括第一漫反射特征1051C。基板1051的第二面1051B以及反射层1055的第三面1055A可以彼此间隔开预定距离。形成在反射层1055的第三面1055A上的第二漫反射特征1055C可以经由第二面1051B与第三面1055A之间的介质将光线以不同方向反射至基板1051，以及基板1051的第一面1051A。在该实施例中，第二漫反射特征1055C可以是通过使反射层1055的第三面1055A变得粗糙(例如，用激光蚀刻)形成的粗糙结构。例如，第二漫反射特征1055C的表面粗糙度Ra可以为约0.1μm或0.1μm以上。
图17至图19是说明根据一实施例的在基板上形成反射层的方法的示图。
参照图17，该方法可以包括对包括第一面1151A和与第一面1151A相反的第二面1151B的基板1151进行准备的步骤。例如，基板1151可以由玻璃、二氧化硅和/或任何合适的材料制成。
参照图18，该方法可以包括使基板1151的第二面1151B粗糙化的步骤。第二面1151B可以被实现为实质上是不平坦的。例如，可以通过蚀刻(例如，激光蚀刻)使第二面1151B具有粗糙表面。基板1151可以包括形成在第二面1151B上的漫反射特征1151C。包括漫反射特征1151C的第二面1151B可以具有适合于减少光的镜面反射并同时减少干扰的表面粗糙度Ra。例如，表面粗糙度Ra可以为约0.1μm或0.1μm以上。
参照图19，该方法可以包括将多个金属颗粒沉积到基板1151的第二面1151B上的步骤。在将多个金属颗粒沉积在第二面1151B上之后，可以形成反射层1155，该反射层1155包括面向第二面1151B的第三面1155A以及与第三面1155A相反的第四面1155B。由于多个金属颗粒沉积在第二面1151B上，因此面向第二面1151B的第三面1155A也可以包括实质上为粗糙表面的漫反射特征。
图20是根据一实施例的气溶胶生成装置的附图。
参照图20，气溶胶生成装置1200(例如，气溶胶生成装置1、400)可以包括配置成对气溶胶生成制品(例如，气溶胶生成制品2、3)进行加热的至少一个加热结构1250(例如，加热器13、450和/或加热结构550、650、750、850、950)，以及配置成朝至少一个加热结构1250发射光线的至少一个光源1255。一方面，尽管在图20中示出的气溶胶生成装置1200包括配置成控制加热结构1250和/或光源1255的控制器1210(例如，控制器12、410)，以及配置成向控制器1210供电的电池1240(例如，电池11、440)，但气溶胶生成装置1200也可以包括或省略其他部件。
在一实施例中，气溶胶生成装置1200可包括单个加热结构1250。加热结构1250可以至少部分地包裹用于放置气溶胶生成制品的腔室。加热结构1250可以具有以下结构：在该结构中，例如基板551、651、751、951、1051、1151至少部分地具有曲面。
在一实施例中，气溶胶生成装置1200可包括多个加热结构1250。多个加热结构1250可以根据放置气溶胶生成制品的腔室而位于不同位置。多个加热结构1250中的金属棱柱的金属材料可以相同或不同。
在一实施例中，光源1255可以配置成以预定角度向加热结构1250传输光信号。例如，光源1255可以以在加热结构1250的表面(例如，基板551、651、751、851、951、1051、1151和/或金属棱柱554、654、754、854、954的表面654B、654C1、654C2、654C3)产生镜面反射的角度传输光信号。在一实施例中，光源1255可以以任意角度向加热结构1250传输光信号。
在一实施例中，光源1255可以配置成发射紫外光波段、可见光波段和/或红外光波段的光。在一些实施例中，光源1255可以配置成传输可见光波段(例如，约380nm至约780nm)的光线。
在一些实施例中，光源1255可配置发射与包括在加热结构1250中的金属棱柱(例如，金属棱柱554、654、754、854、954)的金属颗粒材料相对应的波段的光。例如，光源1255可以发射与金属颗粒的材料的平均最大吸光度相对应的波段的光。在金属棱柱是金制成的实施例中，光源1255可以发射约638nm波长的光。
在一实施例中，光源1255可以以任何合适的功率发射光。例如，光源1255可以以约1,000mW的功率发射光。
在一实施例中，光源1255可以包括发光二极管和/或激光器。发光二极管和/或激光器可以具有适合被包含在气溶胶生成装置1200中的任意类型和/或尺寸。例如，激光器可以包括固态激光器和/或半导体激光器。
在一实施例中，气溶胶生成装置1200可包括多个光源1255。多个光源1255可以被实现为相同类型的光源。在一实施例中，多个光源1255中的至少一部分可以被实现为不同类型的光源。
在一实施例中，多个光源1255中的至少一个光源1255可以配置成照射加热结构1250的一部分。
在一实施例中，多个光源1255中任一个光源1255照射的加热结构1250的部分可以不同于另一光源1255照射的加热结构1250的部分。例如，多个光源1255可以照射单个加热结构1250的不同部分或者可以照射多个加热结构1250。
在一实施例中，多个光源1255可以配置成实质上同时发射光。在一实施例中，多个光源1255中的任一个光源1255的照射时间点可以与另一光源1255的照射时间点不同。
在一实施例中，多个光源1255可以照射加热结构1250实质上相同的时长。在一实施例中，多个光源1255中的任一个光源1255的照射时间可以与另一光源1255的照射时间不同。
在一实施例中，多个光源1255可以传输实质上相同波段的光。在一实施例中，由多个光源1255中任一个光源1255照射的光的波段可以不同于由另一光源1255发射的光的波段。
在一实施例中，多个光源1255可以以实质上相同的照度照射加热结构1250。在一实施例中，多个光源1255中的任一个光源1255的照度可以不同于另一光源1255的照度。
本文的实施例旨在进行说明而非用于限制。可以对包括所附权利要求书及其等同物在内的本公开的具体内容进行多种变形。在本文中说明的任何实施例可以与本文中任何其他实施例组合使用。
Claims (15)
1.一种加热结构，包括：
基板，所述基板包括第一面以及与所述第一面相反的第二面；
表面等离子体共振(SPR)结构，所述表面等离子体共振结构位于所述第一面上；以及
第一反射层，所述第一反射层位于所述第一面以及所述表面等离子体共振结构上，并且所述第一反射层包括使光线穿过的透光区域和将光线反射到所述表面等离子体共振结构上的反射区域。
2.根据权利要求1所述的加热结构，其中，
所述反射区域沿着所述第一面延伸并且至少部分地围绕所述基板。
3.根据权利要求1所述的加热结构，其中，
所述反射区域被形成为实质上连续的表面。
4.根据权利要求1所述的加热结构，其中，
所述反射区域与所述SPR结构间隔开。
5.根据权利要求1所述的加热结构，其中，
所述透光区域包括开口。
6.根据权利要求1所述的加热结构，其中，
所述第二面形成有中空部分。
7.根据权利要求1所述的加热结构，还包括：
第二反射层，所述第二反射层包括面向所述第二面的第三面和与所述第三面相反的第四面，
其中，所述第二反射层包括面向所述第二面并形成在所述第三面上的漫反射特征。
8.根据权利要求7所述的加热结构，其中，
所述基板还包括面向所述第三面并形成在所述第二面上的漫反射特征。
9.根据权利要求8所述的加热结构，其中，
所述基板的所述漫反射特征与所述第二反射层的所述漫反射特征具有实质上相同的形状。
10.根据权利要求8所述的加热结构，其中，
所述基板的所述漫反射特征与所述第二反射层的所述漫反射特征至少部分地彼此接触。
11.根据权利要求8所述的加热结构，其中，
所述基板的所述漫反射特征形成为具有预定粗糙度的粗糙表面。
12.根据权利要求7所述的加热结构，其中，
所述第二反射层的所述漫反射特征形成在所述第三面的整个区域上。
13.根据权利要求7所述的加热结构，还包括：
位于所述第二反射层上的吸收层。
14.根据权利要求13所述的加热结构，其中，
所述吸收层的辐射率为约1。
15.一种气溶胶生成装置，包括：
光源；以及
根据权利要求1所述的加热结构，所述加热结构被配置成从所述光源接收光线。
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