TW201625937A - 用於產生黑體光譜的裝置、薄膜及方法 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示一種用於產生一黑體光譜之裝置、方法及薄膜結構。該裝置之一第一層用以因應於一所施加電壓而產生熱量。一第二層用以因應於來自該第一層之該熱量而發射該黑體輻射光譜。一熱擴撒層設置於該第一層與該第二層之間。該熱擴撒層包含一石墨烯片材，該石墨烯片材用以減小該熱量在該熱擴散層之一平面中之一空間變化。
Description
本發明係關於產生一輻射光譜，且具體而言，係關於一種用於產生黑體輻射光譜之方法及裝置。
在各種光學系統中，在一光學感測器處自一物體接收一光學訊號，並在該光學感測器處獲得該光學訊號之量測值，以確定該物體之一性質。為獲得準確量測值，常常需要使用處於一或多個標準波長之一已知光子通量來校準光學感測器。一種用於提供處於標準波長之光子通量的方法包含將一或多個黑體輻射器加熱至所選溫度並使用光學濾波器來選擇校準波長。然而，使用黑體源來校準一光學感測器會引入大小、重量及功率(size,weight,and power；SWaP)挑戰。首先，在用於校準之前需要將一習用黑體輻射器加熱達一相對長時間，以使該黑體輻射器達到所選溫度並保持該所選溫度。因此，習用黑體源會消耗大量功率。其次，習用黑體源及其支援光學結構通常係為龐大的，且使用其中之一或多者需要一精確光學機構來將每一黑體發射光譜成像至正經受校準之感測器上。再次，此一黑體輻射器校準系統及其附隨光學機構通常係為重而笨的。
根據本發明之一實施例，一種用於產生一黑體光譜的裝置包
含：一第一層，用以因應於一所施加電壓而產生熱量；一第二層，用以因應於來自該第一層之該熱量而發射該黑體輻射光譜；以及一熱擴散層，位於該第一層與該第二層之間，該熱擴散層包含一石墨烯片材，該石墨烯片材用以減小該熱量在該熱擴散層之一平面中之一空間變化。
根據本發明之另一實施例，一種用於產生一黑體輻射光譜的膜包含：一第一層，用以因應於一所施加電壓而產生熱量；一第二層，用以因應於來自該第一層之該熱量而發射該黑體輻射光譜；以及一熱擴散層，位於該第一碳奈米管(carbon nanotube)層與該第二碳奈米管層之間，該熱擴散層包含一石墨烯片材，該石墨烯片材用以減小該熱量在該熱擴散層之一平面中之一空間變化。
根據本發明之另一實施例，一種產生一黑體輻射光譜的方法包含：施加一電壓至一薄膜裝置之一第一層，以在該第一層處產生熱量，該薄膜裝置包含該第一層、一第二層及設置於該第一層與該第二層之間的至少一個石墨烯片材；以及使用該至少一個石墨烯片材減小該熱量在該薄膜裝置之平面中之一空間變化，其中具有該減小之空間變化之該熱量在該第二層處激發光子以產生該黑體輻射光譜。
可經由本發明之技術實現其他特徵及優點。本發明之其他實施例及態樣將在本文中加以詳細闡述且被視為所主張發明之一部分。為更好地理解具有該等優點及特徵之揭露內容，請參照說明及圖式。
100‧‧‧光學系統
102‧‧‧光學感測器
104‧‧‧光學路徑
106‧‧‧校準裝置
110‧‧‧物體
112‧‧‧濾波器
200‧‧‧薄膜結構/碳奈米管膜/薄膜裝置
202‧‧‧撐條結構
202L‧‧‧左側
202R‧‧‧右側
203‧‧‧撐條端
204‧‧‧撐條端
205‧‧‧緊固裝置
206‧‧‧單元
210‧‧‧桿
212‧‧‧上端
214‧‧‧下端
220‧‧‧殼體
222‧‧‧導線
224‧‧‧導線
228‧‧‧致動器總成
230‧‧‧可控電源供應器
302‧‧‧第一碳奈米管層
304‧‧‧第一導熱層
306‧‧‧第二碳奈米管層
308‧‧‧第二導熱層
310‧‧‧低發射率金屬膜
312a~312m‧‧‧碳奈米管
315‧‧‧IR發射箭頭
402‧‧‧時間t=0處
404‧‧‧時間t=2秒處
602‧‧‧第一碳奈米管層
602a‧‧‧頂面
602b‧‧‧底面
604a‧‧‧電極
604b‧‧‧電極
606‧‧‧熱擴撒層
608‧‧‧第二碳奈米管層
610a‧‧‧第一石墨烯片材
610b‧‧‧第二石墨烯片材
612a‧‧‧黏合劑層
612b‧‧‧黏合劑層
612c‧‧‧黏合劑層
614‧‧‧平整表面
616‧‧‧碳奈米管
620‧‧‧反射體
622‧‧‧石墨烯片材
624‧‧‧黏合劑層
625‧‧‧座標系
A‧‧‧第一位置
B‧‧‧第二位置
x‧‧‧方向
y‧‧‧方向
z‧‧‧方向
θ‧‧‧角度
在本說明書結尾之申請專利範圍中特別指出並清楚地主張被視為揭露內容之標的物。結合附圖閱讀以下詳細說明，本發明之上述以
及其他特徵及優點將顯而易見，在附圖中：第1圖顯示根據一實例性實施例用於偵測光或一光學訊號之一實例性光學系統；第2圖顯示第1圖所示實例性校準裝置之一詳細視圖；第3圖顯示第2圖所示實例性薄膜結構之一詳細視圖；第4圖例示在施加一電流至本發明之一實例性碳奈米管膜時用於達成一平衡溫度(equilibrium temperature)的一回應時間；第5圖顯示一表，該表例示供應至第4圖所示實例性碳奈米管膜之電流與該碳奈米管膜之所得空間及時間平衡溫度之間的一關係；以及第6圖顯示在一替代實施例中本發明之薄膜結構之一剖視圖。
第1圖顯示根據一實例性實施例用於偵測光或一光學訊號之一實例性光學系統100。光學系統100包含一感測器102，諸如一光學感測器或光學偵測器。在感測器102處偵測自一所選物體或目標110沿光學路徑104傳播之光或光學訊號。為保持感測器準確度，將一校準裝置106(「校準器」)移動至光學路徑104中。在一實例性實施例中，光學系統100可以一感測模式運行，在該感測模式中，校準裝置106位於光學感測器102之光學路徑104之外的一第一位置A處。光學系統100亦可以一校準模式運行，在該校準模式中，校準裝置106被移動至光學感測器102之光學路徑104中之一第二位置B。一旦處於光學路徑104中，校準裝置106便阻止來自物體110之光或光學訊號到達光學感測器102。然後，校準裝置106運行以向感測器102提供處於
一或多個校準波長之光，以校準感測器102。顯示一濾波器112，當校準裝置106處於第二位置B時，濾波器112被放置於校準裝置106與感測器102之間。濾波器112容許與一校準波長對應之一所選波長窗內之一光子通量到達感測器102，以對照該校準波長來校準感測器102。在一實例性實施例中，一波長窗係自約3微米至約5微米。
第2圖顯示第1圖所示實例性校準裝置106之一詳細視圖。實例性校準裝置106包含一薄膜結構200，薄膜結構200提供用於以一波長範圍發射光或光子之一擴展表面區域。薄膜結構200可由一撐條結構202定界，撐條結構202耦合至薄膜結構200之邊緣。在一實例性實施例中，撐條結構202用以在薄膜結構200之平面中施加一輕微向外力，以保持薄膜結構200之一實質上平坦表面。撐條結構202之端203及204可經由一緊固裝置205(諸如一螺絲、螺栓等)耦合或緊固至一單元206。當被緊固至單元206時，端203及204更耦合至一桿210之一上端212。桿210包含用於經由撐條端203及204耦合至薄膜結構200之上端212以及在一殼體220內延伸之一下端214。桿210可在殼體220內旋轉，且殼體220之一致動器總成228用於使桿210及因此薄膜結構200旋轉經過一所選角度θ。可相對於感測器102對校準裝置106進行定向，俾使桿210旋轉經過角度θ會將薄膜結構200自一第一位置(例如，第1圖所示位置A)移動至一第二位置(例如，第1圖所示位置B)。另一選擇為，校準裝置106可在第一位置與第二位置之間線性地移置。
在各種實施例中，導線222及224穿越桿及/或殼體之一內部而到達撐條結構202。沿撐條結構202之一右側202R設置之導線222提供與薄膜結構200之一個邊緣之一電性耦合。沿撐條結構202之一左側202L設置之導線224提供與薄膜結構200之一對置邊緣之一電性耦合。在撐條結構202遠
端之一位置處，導線222及224耦合至一可控電源供應器230之對置極。因此，完成一電流電路，以提供自電源供應器230之正極穿過導線222進入至撐條結構202之右側202R中、跨越薄膜結構200進入至撐條結構202之左側202L處之導線224中並進入至電源供應器230之負極中的電流。經由可控電源供應器230供應可變電壓至薄膜結構200。在各種態樣中，施加一電流至薄膜結構200會提升薄膜結構200之一溫度。在一所選溫度下，薄膜結構200通常發射具有一特徵黑體輻射光譜之光子，其中該黑體輻射光譜包含指示該光譜之一峰值發射且與薄膜結構200之溫度相關之一特徵波長。一般而言，由一黑體輻射器發射之光子之一總數以及由黑體輻射器在一所選波長範圍內發射之光子之一數目與其溫度相關。隨著溫度提高，總光子通量及所選波長範圍內之光子通量亦提高。一操作者可控制可控電源供應器230處之電壓或電流以致使在薄膜結構200處發射一所選黑體輻射光譜。該輻射光譜之一特徵波長及其他特徵與所施加電壓之量值或量相關。然後，可在光學感測器102處量測所選波長範圍內之一光子通量，以校準光學感測器102。
第3圖顯示第2圖所示實例性薄膜結構200之一詳細視圖。在一實例性實施例中，薄膜結構200包含一第一碳奈米管層302。第一碳奈米管層302包含通常被定向成位於第一碳奈米管層302之平面內之一碳奈米管片材。第一碳奈米管層302之一端耦合至一可控電源供應器320之一正極，且第一碳奈米管層302之一對置端耦合至可控電源供應器320之一負極，以完成穿過第一碳奈米管層302之一電路。一第一導熱層304耦合至第一碳奈米管層302之一頂表面，其中該頂表面係為第一碳奈米管層302的面朝IR發射箭頭315之表面。一第二導熱層308耦合至第一碳奈米管層302之一底表面，其中該底表面係為第一碳奈米管層302的背對IR發射箭頭315之表面。在各種實施例中，第一導熱層304及第二導熱層308係由一電絕緣材料(諸
如一陶瓷材料)製成。一第二碳奈米管層306與第一碳奈米管層302相對地耦合至第一導熱層304。第二碳奈米管層306用以因應於在第一碳奈米管層302處產生之熱量而沿由IR發射箭頭315所指示之一所選方向發射光子。第二碳奈米管層306包含複數個碳奈米管312a至312m，該等碳奈米管312a至312m被定向成使得該等碳奈米管312a至312m之縱向軸線實質上垂直於第二碳奈米管層306之表面。一般而言，在第二碳奈米管層306處激發之光子被發射至第二碳奈米管層306上方的含有指示性IR發射箭頭315之半空間中。沿由IR發射箭頭315所指示之法線方向發射之彼等光子被用於校準，如IR發射箭頭315所指示。在各種實施例中，第二碳奈米管層306之發射率大於約0.995。一低發射率金屬膜310耦合至第二導熱層308的與第一碳奈米管層302相對之一表面。在各種實施例中，低發射率金屬膜310用以防止自校準裝置薄膜結構200之後端輻射出熱量。
為使實例性薄膜結構200運行，可控電源供應器320供應一電流至第一碳奈米管層302，第一碳奈米管層302因應於所供應電流而產生熱量。第一碳奈米管層302處之溫度及所產生熱量之量與所施加功率之量直接相關。當施加適合於獲得一所選平衡溫度之電流時，第一碳奈米管層302快速作出回應以達到該平衡溫度，如下文關於第4圖所述。在一實例性實施例中，在施加電流至第一碳奈米管層302之幾秒內，第一碳奈米管層302即達到一平衡溫度。第一碳奈米管層302之表面處之溫度通常具有下文關於第5圖所述之一空間變化。該空間變化處於幾克耳文(Kelvin)之一溫度範圍內。在第一碳奈米管層302處產生之熱量散佈穿過第一導熱層304，以在第二碳奈米管層306處激發處於一寬廣波長範圍之光子。第一導熱層304將在第一碳奈米管層302處產生之熱量散佈於第一導熱層304之平面中。因此，一旦熱量到達第二碳奈米管層306，第一碳奈米管層302處之溫度及熱量產生之
任何變化便實質上變平穩。在各種實施例中，第二碳奈米管層306處之溫度具有跨第二碳奈米管層306之表面小於1.0克耳文之一空間變化。在另一實施例中，該空間變化小於0.5克耳文。在又一實施例中，該空間變化小於0.1克耳文。因此，第二碳奈米管層306處之各該碳奈米管312a至312m自第一導熱層304接收一實質上相同量的熱量。在第二碳奈米管層306處接收之熱量激發沿該等碳奈米管312a至312m之縱向軸線射出且因此通常沿由IR發射箭頭315所指示之方向傳播的光子。另外，亦沿複數個法線外方向(off-normal direction)發射出一光子通量。因此，來自第二碳奈米管層306之所得光譜實質上等效於被加熱至一實質上均一溫度之一習用黑體的一黑體輻射光譜。
第4圖例示在施加一電流至本發明之一實例性碳奈米管膜200時用於在第一碳奈米管層302處達成一平衡溫度的一回應時間。沿縱座標軸線以克耳文為單位繪製溫度，且沿橫座標以秒為單位繪製時間。在時間t=0處(402)施加一電壓至第一碳奈米管層302。在時間t=0秒之前，不供應電流，且第一碳奈米管層302處於一室溫，即，約290克爾文。在時間t=0處(402)供應電流致使第一碳奈米管層302之溫度在約t=2秒處(404)上升至約550克爾文之一平衡溫度。
相比而言，習用黑體源需要數分鐘至數小時才能達到一平衡溫度。另外，由於使習用黑體源達到一平衡溫度所需之時間長度，在並非處於校準模式時，習用黑體源便通常保持處於或接近其平衡溫度，以在需要進行校準時係實質上準備好的。因此，使用習用黑體源之校準系統會消耗大量功率。由於本發明之薄膜結構能夠在相對短的時間(即，小於約20秒)內達到平衡溫度，因此不需要使薄膜結構在非校準時間期間保持處於
平衡溫度。另外，薄膜結構可因此用於在一可接受時段內(諸如在少於20秒內)校準感測器。然而，將瞭解，薄膜結構之使用不需要限於其中用於完成一相關任務之一預期時段係為20秒或更少之操作。因此，可按需進行使用本發明之實例性薄膜結構來校準光學感測器之操作，此相較於使用習用黑體源之校準方法可節省大於約90%之運行成本。
第5圖顯示一表，該表例示供應至實例性碳奈米管膜200之電流與薄膜結構200之第一碳奈米管層302之平衡溫度之間的一關係。第一行指示對第一碳奈米管層302施加之一電流量(以安培為單位)。第二行指示在施加所選電流時預期達成之一目標溫度(以克耳文為單位)。行3、4及5分別顯示當在時間10秒、60秒及180秒處施加所選電壓至第一碳奈米管層302時所達成之所量測溫度(以克耳文為單位)。各該行3、4及5中所提供之第二數值(即，「±1」、「±6」等)亦顯示溫度之空間變化。實際溫度顯示溫度之相對小空間變化且在所示時間(即，10秒、60秒及180秒)內係為穩定的。在各種實施例中，使熱量自第一碳奈米管層302穿過第一導熱層304擴散會將空間變化減小至小於約1.0克耳文、約0.5克耳文或約0.1克耳文之一所選範圍內。因此，第二碳奈米管層306被均勻地加熱，且各該碳奈米管312a至312m發射與實質上相同溫度對應之一黑體輻射光譜。因此，選擇向第一碳奈米管層302供應之電流量實質上控制在第二碳奈米管層306處產生之一黑體輻射光譜。因此，在一適合校準時段內，薄膜結構可用於提供適合於供在校準一感測器時使用之一實質上黑體輻射光譜。在替代實施例中，熱量自第一碳奈米管層302穿過第一導熱層304之擴散可用於將空間變化減小至約2克耳文或約3克耳文之一範圍內。將瞭解，薄膜結構可用於將溫度之空間變化減小至約1.0克耳文以內，甚至係在其中不需要對溫度之空間變化進行此種減小之操作中。
由於薄膜結構對所施加功率之相對快速回應，可在一相對快速時間量內更改由校準裝置106提供之黑體輻射光譜。因此，校準裝置106可用於快速向感測器提供多個黑體輻射光譜。
在一實例性校準過程中，穿過校準裝置106之薄膜結構200之第一碳奈米管層302運送一第一電壓，以產生具有一第一黑體輻射光譜之一第一組光子。然後，對照來自第一黑體輻射光譜的處於一所選校準波長(即，在與所選校準波長對應之一波長窗內)之一第一光子通量來校準感測器102。隨後，穿過薄膜結構200運送一第二電壓以產生具有一第二黑體輻射光譜之一第二組光子。然後，對照來自第二黑體輻射光譜的處於所選校準波長之第二光子通量來校準感測器102。在完成校準過程之前，可使用同一薄膜結構200重複此過程達任一次數以在處於所選波長之任一數目個光子通量下校準感測器102。在替代實施例中，使用複數個校準波長，且在各該校準波長下量測該等光子通量以校準感測器。在校準過程結束時，將校準裝置106移動或旋轉出感測器102之光學路徑104，俾使感測器102可用於其預期用途。薄膜結構200提供多個校準波長之能力達成一種較使用多個習用黑體輻射源之已知校準裝置為小且輕之校準裝置設計。
第6圖顯示在一替代實施例中本發明之薄膜結構200之一剖視圖。薄膜結構200包含與電極604a及604b電性接觸之一第一層(本文中稱作一「第一碳奈米管層602」)。電極604a、604b可連接至一電源供應器(未顯示)，以穿過第一碳奈米管層602供應一電流。出於例示性及解釋性目的，在第6圖中標示出薄膜結構200之一頂側及薄膜裝置200之一底側。該頂側大體係沿由座標系625所指示之一正z方向。第一碳奈米管層602以及薄膜裝置200之其他層被視為位於座標系625之x-y平面中。第一碳奈米管層602包含在
第一碳奈米管層602之平面中定向之複數個碳奈米管。當施加電壓至第一碳奈米管層602時，產生自第一碳奈米管層602之一頂面602a或第一碳奈米管層602之一底面602b流出之熱量。熱擴撒層606設置於第一碳奈米管層602之頂面602a上。一第二碳奈米管層608(本文中稱作一「第二碳奈米管層608」)鄰接熱擴撒層606，俾使熱擴撒層606夾在第一碳奈米管層602與第二碳奈米管層608之間。第二碳奈米管層608包含在x-y平面中對齊之一平整表面614及附裝至平整表面614之一頂部且垂直於該平整表面對齊之複數個碳奈米管616(即，其中該等碳奈米管616之縱向軸線沿z方向對齊)。在一實施例中，平整表面614係為一氧化鋁基板層(Al2O3)。
在使薄膜結構200運行時，一所施加電壓在第一碳奈米管層602處產生熱量。熱量經由熱擴撒層606傳送至第二碳奈米管層608。在第二碳奈米管層608處，該熱量自該等碳奈米管616激發光子，該等光子係沿正z方向發射。所發射光子產生一黑體輻射光譜。
由第一碳奈米管層602產生之熱量之空間分佈往往在x-y平面內變化。熱擴撒層606之一功能係為在熱量到達第二碳奈米管層608之前減小熱量在x-y平面內之此種變化，俾使溫度及因此光子發射通量跨第二碳奈米管層608之表面係為均等的。熱擴撒層606之結構被選擇為達成空間熱量變化之此種減小。
具體而言，熱擴撒層606包含至少一個石墨烯片材，該至少一個石墨烯片材用於分佈自第一碳奈米管層602之頂面602a發散之熱量。該石墨烯片材係為一層經壓縮石墨烯薄片。該石墨烯片材以高效率傳導熱量。因此，該石墨烯片材係為高度熱各向異性的，此意味著熱量根據一第一導熱率在石墨烯片材之一平面中流動且根據一第二導熱率垂直於石墨烯
片材之平面流動，該第二導熱率遠小於該第一導熱率。由於此熱各向異性，石墨烯被用於減小石墨烯之平面中熱量密度之任何空間變化。由於石墨烯片材係沿x-y平面對齊，因此該等變化在x-y平面中變平穩。
在一實施例中，熱擴撒層606包含位於第一碳奈米管層602與第二碳奈米管層608之間的一單個石墨烯片材。在另一實施例中，熱擴撒層606包含一石墨烯片材堆疊。在第6圖之例示性實施例中，該堆疊包含至少一第一石墨烯片材610a及一第二石墨烯片材610b。第一石墨烯片材610a與第二石墨烯片材610b可藉由一黏合劑層612a而接合。黏合劑層612a係為隔熱的但未必係熱各向異性的，且容許第一石墨烯片材610a與第二石墨烯片材610b之間的熱量傳遞。另外，一黏合劑層612b可設置於第一碳奈米管層602與第一石墨烯片材612a之間，且一黏合劑層612c可設置於第二碳奈米管層602與第二石墨烯片材612b之間。黏合劑層612b及621c可類似地係為隔熱的但未必係熱各向異性的。隨著熱量遠離第一碳奈米管層602之頂面602a傳播，該熱量被遍及第一石墨烯片材610a在x-y平面中分佈。然後，該熱量自第一石墨烯片材610a被引導至第二石墨烯片材610b。第二石墨烯片材610b更使該熱量在x-y平面中分佈。因此，第一石墨烯片材601a及第二石墨烯片材601b二者被用於減小熱量在x-y平面中之空間變化。儘管在第6圖中顯示了二個石墨烯片材，但應理解，在其他實施例中，可在熱擴撒層606中使用任一數目個石墨烯片材。多個石墨烯片材之使用有助於降低熱量在x-y平面中之空間變化之非均勻性。
薄膜結構200更包含設置於第一碳奈米管層602之底面602b上之一反射體620。反射體620沿第一碳奈米管層602之方向將自底面602b發散之熱量往回引導。因此，所反射熱量穿過熱擴撒層606且用於在第二碳奈
米管層608處激發光子。在一實施例中，一石墨烯片材622及黏合劑層624可設置於第一碳奈米管層602與反射體624之間。因此，所反射熱量由石墨烯片材622進行空間分佈。
第6圖所示薄膜結構200係為輕量的(通常小於約40克)且具有約25密耳(0.635毫米)之一厚度。因此，該薄膜結構可用於其中空間受限制及/或其中設備重量很重要的各種操作或設備中。跨第二碳奈米管層608之表面，自第二碳奈米管層608之頂表面發射之能量之溫度變化小於約0.05克爾文。
本文中所使用之術語僅用於闡述特定實施例而並非意欲限制本發明。除非上下文另有清晰指示，否則本文中所使用之單數形式「一(a、an)」及「該(the)」皆意欲亦包含複數形式。更應理解，當在本說明書中使用時，措詞「包含(comprise及/或comprising)」係指明所陳述特徵、整數、步驟、操作、元件及/或組件之存在，但並不排除一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件及/或其群組之存在或添加。
以下申請專利範圍中之所有方法或步驟加功能元件之對應結構、材料、動作及等效物皆意欲包含用於結合所具體主張之其他所主張元件執行功能的任何結構、材料或動作。已出於例示及闡述目的而呈現了本發明之說明，但該說明並非意欲係為窮盡性的或在所揭示形式上限制於本發明。此項技術中之通常知識者將明瞭諸多潤飾及變化，此並不背離本發明之範疇及精神。對實施例之選擇及說明係為了最佳地解釋本發明之原理及實際應用且使此項技術中之其他通常知識者能夠以適於所構想特定用途之實例性實施例以及各種潤飾來理解本發明。
本文中所繪示之流程圖僅係為一個實例。此圖或其中所述之
步驟(或操作)可存在諸多變化，此並不背離本發明之精神。例如，可以一不同次序來執行該等步驟，或者可添加、刪除或修改步驟。所有此等變化皆被視為所主張發明之一部分。
儘管已闡述本發明之實例性實施例，然而，將理解，熟習此項技術者在現在及將來皆可作出歸屬於以下申請專利範圍之範疇內的各種改良及增強。該申請專利範圍應理解為保持對首先所述發明之恰當保護。
106‧‧‧校準裝置
200‧‧‧薄膜結構/碳奈米管膜/薄膜裝置
202‧‧‧撐條結構
202L‧‧‧左側
202R‧‧‧右側
203‧‧‧撐條端
204‧‧‧撐條端
205‧‧‧緊固裝置
206‧‧‧單元
210‧‧‧桿
212‧‧‧上端
214‧‧‧下端
220‧‧‧殼體
222‧‧‧導線
224‧‧‧導線
228‧‧‧致動器總成
230‧‧‧可控電源供應器
θ‧‧‧角度
Claims (20)
- 一種用於產生一黑體光譜的裝置，包含：一第一層，用以因應於一所施加電壓而產生熱量；一第二層，用以因應於來自該第一層之該熱量而發射該黑體輻射光譜；以及一熱擴散層，位於該第一層與該第二層之間，該熱擴散層包含一石墨烯片材，該石墨烯片材用以減小該熱量在該熱擴散層之一平面中之一空間變化。
- 如請求項1所述之裝置，其中該第一層係為一碳奈米管層，該碳奈米管層包含在該第一層之一平面中對齊之複數個碳奈米管。
- 如請求項1所述之裝置，其中該第二層包含一平整表面及複數個碳奈米管，其中一所選碳奈米管具有方向實質上垂直於該平整表面之一縱向軸線且因應於來自該第一層之該熱量而發射沿該縱向軸線射出之光子。
- 如請求項1所述之裝置，其中該石墨烯片材更包含一石墨烯堆疊，該石墨烯堆疊具有至少一第一石墨烯片材及一第二石墨烯片材。
- 如請求項4所述之裝置，更包含位於該第一石墨烯片材與該第二石墨烯片材之間的一隔熱黏合劑層。
- 如請求項1所述之裝置，更包含用以對該第一層施加該電壓之一可控電源供應器。
- 如請求項6所述之裝置，其中該黑體輻射光譜之一特徵波長與該第一層處該所施加電壓之一量值相關。
- 如請求項1所述之裝置，更包含一反射層，該反射層設置於該第一層之 與該熱擴散層相對之一側上。
- 如請求項8所述之裝置，更包含設置於該第一碳奈米管層與該反射層之間的一石墨烯片材。
- 一種用於產生一黑體輻射光譜的膜，包含：一第一層，用以因應於一所施加電壓而產生熱量；一第二層，用以因應於來自該第一層之該熱量而發射該黑體輻射光譜；以及一熱擴散層，位於該第一碳奈米管層與該第二碳奈米管層之間，該熱擴散層包含一石墨烯片材，該石墨烯片材用以減小該熱量在該熱擴散層之一平面中之一空間變化。
- 如請求項10所述之膜，其中該第二層包含一平整表面及複數個碳奈米管，其中一所選碳奈米管具有方向實質上垂直於該平整表面之一縱向軸線且因應於來自該第一層之該熱量而發射沿該縱向軸線射出之光子。
- 如請求項10所述之膜，其中該石墨烯片材更包含一石墨烯堆疊，該石墨烯堆疊具有至少一第一石墨烯片材及一第二石墨烯片材。
- 如請求項12所述之膜，更包含位於該第一石墨烯片材與該第二石墨烯片材之間的一隔熱黏合劑層。
- 如請求項10所述之膜，更包含設置於該石墨烯片材與該第二碳奈米管層之間的一隔熱黏合劑層。
- 如請求項10所述之膜，更包含一反射層，該反射層設置於該第一層之與該熱擴散層相對之一側上。
- 一種產生一黑體輻射光譜的方法，包含： 施加一電壓至一薄膜裝置之一第一層，以在該第一層處產生熱量，該薄膜裝置包含該第一層、一第二層及設置於該第一層與該第二層之間的至少一個石墨烯片材；以及使用該至少一個石墨烯片材減小該熱量在該薄膜裝置之平面中之一空間變化，其中具有該減小之空間變化之該熱量在該第二層處激發光子以產生該黑體輻射光譜。
- 如請求項16所述之方法，其中在該第二層處激發光子更激發複數個碳奈米管，其中一所選碳奈米管具有方向實質上垂直於一平整表面之一縱向軸線且因應於該熱量而發射沿該縱向軸線射出之光子。
- 如請求項16所述之方法，其中該石墨烯片材更包含至少一第一石墨烯片材、一第二石墨烯片材及位於該第一石墨烯片材與該第二石墨烯片材之間的一隔熱黏合劑層。
- 如請求項16所述之方法，更包含改變該所施加電壓之一量值，以選擇該黑體輻射光譜之一特徵波長。
- 如請求項16所述之方法，更包含使用該薄膜裝置之一反射層將來自該第一層之熱量反射至該石墨烯片材中。
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