TWI397701B - 電磁波檢測裝置及檢測方法 - Google Patents

Description

電磁波檢測裝置及檢測方法

本發明涉及一種電磁波檢測裝置及檢測方法，尤其涉及一種基於奈米碳管的電磁波檢測裝置及檢測方法。

偏振方向及強度係電磁波具有的重要性質。傳統檢測可見光信號偏振方向的方法一般為在一束光的傳播路徑上放置一偏振片，旋轉該偏振片並觀察通過該偏振片的光信號的投影亮度變化。當亮度最大時，光信號的偏振方向與偏振片的偏振化方向平行，當亮度最小時，光信號的偏振方向與偏振片的偏振化方向垂直。而傳統檢測可見光強度一般通過直接觀察該可見光信號的亮度判斷。

於2008年10月1日公開的第CN101275867A號中國專利申請揭示一種電磁波檢測裝置，其包括：一電磁波傳感器、與該電磁波傳感器電連接的一第一電極和一第二電極，所述的電磁波傳感器係由金屬和合金材料組成。該電磁波檢測裝置可以檢測電磁波信號的強度，其工作原理為光電效應，當入射光照射到電磁波傳感器上時，電磁波傳感器上的一些載流子從束縛態轉變為自由態，從而產生了激發電子，即光照射後產生光電信號，通過檢測光電信號的強度即可測出電磁波信號的強度。

近幾年來，隨著奈米碳管及奈米材料研究的不斷深入，其廣闊的應用前景不斷顯現出來。請參見“Bolometric infrared photoresponse of suspended single-walled carbon nanotube films”, Science,Mikhail E.Itkis et al,vol312,P412(2006)。該論文揭示一種無序奈米碳管膜的電磁波檢測裝置，其結構包括一無序奈米碳管膜傳感器及與該無序奈米碳管膜傳感器電連接的兩個電極。奈米碳管為柔性材料，且奈米碳管對各個波長的電磁波都具有均一的吸收特性，當不同波長的電磁波照射該無序奈米碳管膜傳感器時，該無序奈米碳管膜的電阻不同，故當電磁波照射該無序奈米碳管膜傳感器時，通過測量該無序奈米碳管膜傳感器的電阻便可測出電磁波信號的強度。

然而，上述電磁波檢測裝置只能單一地檢測電磁波信號的強度，無法實現檢測電磁波信號的偏振方向，限制了其在實踐中的廣泛應用。

有鑒於此，提供一種可檢測電磁波偏振方向的電磁波檢測裝置，及一種採用該電磁波檢測裝置檢測電磁波強度及檢測電磁波偏振方向的方法實為必要。

一種電磁波檢測裝置，其包括：一個可旋轉的電磁波檢測單元，該可旋轉的電磁波檢測單元包括一電磁波傳感器、一第一電極和一第二電極，所述電磁波傳感器用於接收待檢測的電磁波，該第一電極和所述第二電極間隔設置且與所述電磁波傳感器電連接；一測量裝置，該測量裝置與所述第一電極和所述第二電極電連接；其改良在於，所述電磁波傳感器包括一奈米碳管結構，該奈米碳管結構包括多個奈米碳管，該多個奈米碳管基本沿同一方向從所述第一電極向所述第二電極延伸，以使該奈 米碳管結構的電阻因接收電磁波的作用而發生相應改變，該測量裝置用於測量該奈米碳管結構的電阻，根據該電阻測電磁波的強度，使該奈米碳管結構中奈米碳管的長度方向與電磁波偏振方向的夾角發生變化，測量在該變化過程中奈米碳管結構的電阻，根據該所測電阻的改變判斷待測電磁波的偏振方向。

一種電磁波檢測裝置，其包括：一個可旋轉的電磁波檢測單元，該可旋轉的電磁波檢測單元包括一電磁波傳感器、一第一電極和一第二電極，所述電磁波傳感器用於接收待檢測的電磁波，該第一電極和第二電極間隔設置且與所述電磁波傳感器電連接；一測量裝置，該測量裝置與所述第一電極和第二電極電連接；其中，所述電磁波傳感器包括一奈米碳管複合結構，該奈米碳管複合結構包括一聚合物材料層及一與該聚合物材料層複合的奈米碳管結構，該奈米碳管結構包括多個奈米碳管，該多個奈米碳管沿同一方向從所述第一電極延伸至所述第二電極，以使該奈米碳管複合結構的電阻可因接收電磁波的作用而發生相應改變，該測量裝置用於測量該奈米碳管複合結構的電阻，根據該電阻測電磁波的強度，使該奈米碳管結構中奈米碳管的長度方向與電磁波偏振方向的夾角發生變化，測量在該變化過程中奈米碳管結構的電阻，根據該所測電阻的改變判斷待測電磁波的偏振方向。

一種電磁波檢測方法，其包括以下步驟：提供一奈米碳管結構，該奈米碳管結構包括多個奈米碳管，該多個奈 米碳管沿同一方向延伸；用一待測的電磁波照射所述奈米碳管結構，以使該奈米碳管結構的電阻因接收的電磁波的作用而發生相應改變，根據該電阻測電磁波的強度；使該奈米碳管結構中奈米碳管的長度方向與電磁波偏振方向的夾角發生變化，測量在該變化過程中奈米碳管結構的電阻，根據該所測電阻的改變判斷待測電磁波的偏振方向。

相較於先前技術，本發明提供的電磁波檢測裝置及電磁波檢測方法具有以下優點：由於所述電磁波檢測裝置的電磁波傳感器包括一奈米碳管結構，所述奈米碳管結構包括多個沿一同一方向延伸的奈米碳管，通過轉動該奈米碳管結構，使奈米碳管結構中奈米碳管的長度延伸方向與電磁波的偏振方向之間的夾角發生變化，便可以檢測電磁波的偏振方向，方法簡單。

以下將結合附圖及具體實施例詳細說明本發明提供之電磁波檢測裝置及檢測方法。

請參閱圖1，本發明第一實施例提供一種電磁波檢測裝置10，該電磁波檢測裝置10包括：一電磁波傳感器12，一第一電極14及一第二電極16。該第一電極14和第二電極16間隔設置並與所述電磁波傳感器12電連接。

所述的電磁波傳感器12為一奈米碳管結構。該奈米碳管結構包括多個有序排列之奈米碳管，且該多個奈米碳管沿同一方向從第一電極延伸至第二電極。所述有序排列指奈米碳管之排列方向具有一定規律，如基本沿一個固 定方向擇優取向排列。所述奈米碳管包括單壁奈米碳管、雙壁奈米碳管及多壁奈米碳管中的一種或多種。所述單壁奈米碳管的直徑為0.5奈米~10奈米，雙壁奈米碳管的直徑為1.0奈米~15奈米，多壁奈米碳管的直徑為1.5奈米~50奈米。

所述奈米碳管結構為一自支撐結構。所謂自支撐結構係指該奈米碳管結構無需通過一支撐體支撐，也能保持自身特定的形狀。該自支撐結構包括多個奈米碳管，該多個奈米碳管通過凡德瓦爾力相互吸引，從而使奈米碳管結構具有特定的形狀。具體地，所述奈米碳管結構包括至少一奈米碳管膜、至少一奈米碳管線狀結構或其組合。

所述奈米碳管膜包括奈米碳管拉膜、帶狀奈米碳管膜或長奈米碳管膜。

所述奈米碳管拉膜通過拉取一奈米碳管陣列直接獲得，優選為通過拉取一超順排奈米碳管陣列直接獲得。該奈米碳管拉膜中的奈米碳管首尾相連地沿同一個方向擇優取向排列，請參閱圖2及圖3，具體地，每一奈米碳管拉膜包括多個連續且定向排列的奈米碳管片段143，該多個奈米碳管片段143通過凡德瓦爾力首尾相連，每一奈米碳管片段143包括多個大致相互平行的奈米碳管145，該多個相互平行的奈米碳管145通過凡德瓦爾力緊密結合。該奈米碳管片段143具有任意的寬度、厚度、均勻性及形狀。所述奈米碳管拉膜的厚度為0.5奈米~100微米。所述奈米碳管拉膜結構及其製備方法請參見本申請人於2008年8 月16日公開之第200833862號台灣公開專利申請。

所述帶狀奈米碳管膜為通過將一奈米碳管陣列沿垂直於奈米碳管生長的方向傾倒在一基底表面而獲得。該帶狀奈米碳管膜包括多個擇優取向排列的奈米碳管。所述多個奈米碳管之間基本互相平行併排排列，且通過凡德瓦爾力緊密結合，該多個奈米碳管具有大致相等的長度，且其長度可達到毫米量級。所述帶狀奈米碳管膜的寬度與奈米碳管的長度相等，故至少有一個奈米碳管從帶狀奈米碳管膜的一端延伸至另一端，從而跨越整個帶狀奈米碳管膜。帶狀奈米碳管膜的寬度受奈米碳管的長度限制，優選地，該奈米碳管的長度為1毫米~10毫米。該所述帶狀奈米碳管膜的結構及其製備方法請參見本申請人於2008年6月13日申請的第97122118號台灣專利申請。

所述長奈米碳管膜為通過放風箏法獲得，該長奈米碳管膜包括多個平行於奈米碳管膜表面的超長奈米碳管，且該多個奈米碳管彼此基本平行排列。所述多個奈米碳管的長度可大於10厘米。所述奈米碳管膜中相鄰兩個超長奈米碳管之間的距離小於5微米，相鄰兩個超長奈米碳管之間通過凡德瓦爾力緊密連接。所述長奈米碳管膜的結構及其製備方法請參見本申請人於2008年2月29日申請的第97107078號台灣專利申請。

可以理解，上述奈米碳管拉膜、帶狀奈米碳管膜或長奈米碳管膜均為一自支撐結構，可無需基底支撐，自支撐存在。且該奈米碳管拉膜、帶狀奈米碳管膜或長奈米碳管膜為多個時，可共面且無間隙鋪設或/和層疊鋪設，從 而製備不同面積與厚度的奈米碳管結構。在由多個相互層疊的奈米碳管膜組成的奈米碳管結構中，相鄰兩個奈米碳管膜中的奈米碳管的排列方向相同。

所述奈米碳管線狀結構包括非扭轉的奈米碳管線、扭轉的奈米碳管線或其組合。所述奈米碳管線狀結構可為單根或多根。當為多根時，該多根奈米碳管線狀結構可共面且沿一個方向平行排列或堆疊且沿一個方向平行排列設置；當為單根時，該單根奈米碳管線狀結構可在一平面內有序彎折成一膜狀結構，且除彎折部分之外，該奈米碳管線狀結構其他部分可看作併排且相互平行排列。

請參閱圖4，該非扭轉的奈米碳管線包括多個沿該非扭轉的奈米碳管線長度方向排列的奈米碳管。具體地，該非扭轉的奈米碳管線包括多個奈米碳管片段，該多個奈米碳管片段通過凡德瓦爾力首尾相連，每一奈米碳管片段包括多個相互平行並通過凡德瓦爾力緊密結合的奈米碳管。該奈米碳管片段具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。該非扭轉的奈米碳管線長度不限，直徑為0.5奈米~100微米。非扭轉的奈米碳管線為將奈米碳管拉膜通過有機溶劑處理得到。具體地，將有機溶劑浸潤所述奈米碳管拉膜的整個表面，在揮發性有機溶劑揮發時產生的表面張力的作用下，奈米碳管拉膜中的相互平行的多個奈米碳管通過凡德瓦爾力緊密結合，從而使奈米碳管拉膜收縮為一非扭轉的奈米碳管線。該有機溶劑為揮發性有機溶劑，如乙醇、甲醇、丙酮、二氯乙烷或氯仿，本實施例中採用乙醇。通過有機溶劑處理的非扭轉奈米碳 管線與未經有機溶劑處理的奈米碳管膜相比，比表面積減小，黏性降低。

所述扭轉的奈米碳管線為採用一機械力將所述奈米碳管拉膜兩端沿相反方向扭轉獲得。請參閱圖5，該扭轉的奈米碳管線包括多個繞該扭轉的奈米碳管線軸向螺旋排列並沿線的一端向另一端延伸的奈米碳管，該多個奈米碳管也可看作為沿一個確定的方向延伸。具體地，該扭轉的奈米碳管線包括多個奈米碳管片段，該多個奈米碳管片段通過凡德瓦爾力首尾相連，每一奈米碳管片段包括多個相互平行並通過凡德瓦爾力緊密結合的奈米碳管。該奈米碳管片段具有任意的長度、厚度、均勻性及形狀。該扭轉的奈米碳管線長度不限，直徑為0.5奈米~100微米。進一步地，可採用一揮發性有機溶劑處理該扭轉的奈米碳管線。在揮發性有機溶劑揮發時產生的表面張力的作用下，處理後的扭轉的奈米碳管線中相鄰的奈米碳管通過凡德瓦爾力緊密結合，使扭轉的奈米碳管線的比表面積減小，密度及強度增大。

所述奈米碳管線狀結構及其製備方法請參見本申請人於2008年11月21日公告之第I303239號台灣公告專利，及於2007年7月1日公開之第200724486號台灣公開專利申請。

該奈米碳管線狀結構具有較大的強度，從而提高了該電磁波檢測裝置的使用壽命和穩定性。

若所述奈米碳管結構為奈米碳管膜或奈米碳管線狀結構 的組合時，所述奈米碳管膜中奈米碳管與奈米碳管線狀結構沿相同方向排列。

可以理解，上述奈米碳管結構均包括多個沿相同方向平行排列的奈米碳管、奈米碳管線狀結構或其組合。

由於奈米碳管對電磁波的吸收接近絕對黑體，從而使奈米碳管對於各種波長的電磁波具有均一的吸收特性，即該奈米碳管結構可測量紅外線、可見光、紫外線等不同波長範圍的電磁波。進一步地，奈米碳管在吸收了如鐳射等電磁波的能量後溫度上升，從而使奈米碳管結構的電阻也相應發生了變化，該奈米碳管結構可以檢測從微瓦到千瓦的光強範圍。另，由於奈米碳管具有較小的熱容和較大的散熱面積，故，其對光的回應速度也較快。故，該奈米碳管結構可用於檢測電磁波的強度變化。

另，由於所述奈米碳管結構包括的多個奈米碳管、奈米碳管線狀結構或其組合均沿同一方向平行排列，當有一電磁波信號入射時，振動方向平行於奈米碳管長度方向的電磁波信號被吸收，垂直於奈米碳管長度方向的電磁波信號能透過該奈米碳管結構。當該電磁波信號為偏振的電磁波信號時，當偏振方向平行於奈米碳管長度方向時，該奈米碳管結構對該電磁波信號的吸收最強烈，當偏振方向垂直於奈米碳管長度方向時，該奈米碳管結構對該電磁波信號的吸收最微弱。該奈米碳管結構對該電磁波吸收的強弱引起奈米碳管結構溫度的變化，從而進一步引起該奈米碳管結構電阻的變化。該電阻的變化規律具體為奈米碳管結構對電磁波的吸收越強烈，該奈米 碳管結構的溫度越高，其電阻越小；相反，奈米碳管結構對電磁波的吸收越微弱，該奈米碳管結構的溫度越低，其電阻越大。根據該電阻變化規律，該奈米碳管結構不僅可以檢測電磁波的強度，還可以檢測電磁波的偏振方向。

另，上述奈米碳管結構的的厚度不能太厚，太厚則影響奈米碳管與周圍氣體介質進行熱交換，從而影響該奈米碳管結構的靈敏度與穩定性，另，該奈米碳管結構的厚度不能太薄，太薄則該奈米碳管結構的強度較差，在探測過程中容易損壞，影響該電磁波檢測裝置10的使用壽命。優選地，所述奈米碳管結構的厚度為0.5奈米~1毫米。

所述的第一電極14和第二電極16由導電材料形成，其具體形狀結構不限。具體地，所述第一電極14和第二電極16可選擇為層狀、棒狀、塊狀或其他形狀。所述第一電極14和第二電極16的材料可選擇為金屬、導電聚合物、導電膠、金屬性奈米碳管、銦錫氧化物等。本實施例中，所述第一電極14和第二電極16為間隔設置於所述奈米碳管結構表面的銅電極，其中所述奈米碳管結構中的奈米碳管沿第一電極14向第二電極16延伸。由於奈米碳管具有極大的比表面積，在凡德瓦爾力的作用下，該奈米碳管結構本身有很好的黏附性，故所述第一電極14和第二電極16與所述奈米碳管結構之間可以直接黏附固定，並形成很好的電接觸，另，可以採用導電黏結層將第一電極14和第二電極16黏附固定於奈米碳管結構表面。

此外，所述電磁波檢測裝置進一步包括一用於支撐奈米碳管結構的支撐體17，所述奈米碳管結構設置於該支撐體17的其中一表面，所述支撐體17的材料為絕熱材料，如玻璃、陶瓷等。

進一步地，為了定量的測定電磁波信號的偏振方向及電磁波信號的強度，所述電磁波檢測裝置10可進一步接入一回路中，該回路包括一信號測量裝置18，該信號測量裝置18與上述第一電極14和第二電極16電連接，該信號測量裝置18可以為一電流測量裝置或電壓測量裝置，本實施例中所述的信號測量裝置18為一電流測量裝置。

在應用中，採用所述電磁波檢測裝置10測量電磁波信號強度的方法為：首先，用一強度已知的電磁波信號照射該電磁波傳感器12，並用上述信號測量裝置18測出此時奈米碳管結構的電阻；其次，換用一待測的電磁波信號照射該電磁波檢測裝置10的電磁波傳感器12，並用所述信號測量裝置18測出此時奈米碳管結構的電阻；最後，利用二者照射奈米碳管結構時的電阻變化值及奈米碳管結構的電阻隨照射其的電磁波信號強度之間的變化關係，即入射電磁波信號強度越強，奈米碳管結構的電阻越小，便可推出待測電磁波的強度。如圖6和圖7所示，本實施例定量測定了在真空和非真空環境下用一相同的電磁波週期性照射一奈米碳管膜時，該奈米碳管膜的電阻變化率與回應時間之間的關係，其中，圖中R_dark為沒有電磁波照射奈米碳管膜時的電阻值，R_IR為電磁波照射奈米碳管膜時的電阻值，縱坐標(R_dark-R_IR)/R_dark為電阻 變化率，橫坐標為時間。從該圖中可以發現在每一週期開始或結束的瞬間，奈米碳管膜對電磁波的回應速度快，回應時間僅為15毫秒~50毫秒，且在真空環境下該奈米碳管膜對電磁波的回應速度較在非真空環境下快。

請參閱圖8，本發明第二實施例提供一種電磁波檢測裝置20，該電磁波檢測裝置20包括：一電磁波傳感器22，一第一電極24及一第二電極26。該第一電極24和第二電極26間隔設置並與所述電磁波傳感器22電連接。此外，該電磁波檢測裝置20也可進一步包括一用於支撐電磁波傳感器22的支撐體27及一通過第一電極24和第二電極26與電磁波傳感器22電連接的信號測量裝置28。

本實施例與第一實施例基本相同，其區別在於本實施例的電磁波傳感器22為奈米碳管複合結構。請參閱圖9，所述奈米碳管複合結構包括一聚合物材料層222和一與聚合物材料層222複合的奈米碳管結構224。所述奈米碳管結構224與第一實施例的奈米碳管結構相同。由於該奈米碳管結構224由多個奈米碳管組成，故該多個奈米碳管之間的結合位置會存在一些微孔。所述聚合物材料層222的材料為透光性有機聚合物，該有機聚合物可為聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸乙酯或聚丙烯酸丁酯等。所述聚合物材料層222中的聚合物材料至少部分滲透在該奈米碳管結構224的微孔中。其具體製備方法可為將該奈米碳管結構224浸入一有機溶液中，之後再進行固化處理，或將一有機溶液塗敷於奈米碳管結構224的兩表面，之後再固化處理。該聚合物層222的存在可進一步增強該奈 米碳管結構的強度，提高了該電磁波檢測裝置20的應用範圍。

本實施例提供的電磁波檢測裝置20對電磁波信號強度的檢測方法與上述第一實施例提供的檢測方法相同。

請參閱圖10，應用上述電磁波檢測裝置檢測電磁波信號的方法主要包括以下步驟：

步驟一：提供一電磁波檢測裝置，該電磁波檢測裝置包括一電磁波傳感器、一第一電極、一第二電極及一測量裝置，所述電磁波傳感器包括一奈米碳管結構，該奈米碳管結構包括多個奈米碳管，該多個奈米碳管沿同一方向從第一電極延伸至第二電極。

該步驟中所提供的電磁波檢測裝置可為上述實施例一或上述實施例二提供的電磁波檢測裝置，且所述奈米碳管結構包括多個沿相同方向平行排列的奈米碳管、奈米碳管線狀結構或其組合，即該奈米碳管結構中奈米碳管的長度方向大致相同，並且該奈米碳管基本平行於奈米碳管結構的表面。

步驟二：用一待測偏振方向的電磁波照射所述電磁波檢測裝置的電磁波傳感器，從而引起所述奈米碳管結構電阻的變化。

用一待測偏振方向的電磁波垂直入射至上述奈米碳管結構的表面，當該電磁波的偏振方向平行於所述奈米碳管的長度方向，則該奈米碳管結構對該電磁波的吸收最強烈，當該電磁波的偏振方向垂直於所述奈米碳管的長度 方向，則該奈米碳管結構對該電磁波的吸收最微弱，而奈米碳管結構對電磁波的吸收強弱的不同也會引起奈米碳管結構本身電阻變化的不同。可見當電磁波的偏振方向與奈米碳管結構中奈米碳管的長度方向之間的夾角發生改變時，所述奈米碳管結構的電阻也發生相應變化。

步驟三：轉動該電磁波檢測裝置的電磁波傳感器，使奈米碳管結構中奈米碳管的長度方向與電磁波偏振方向的夾角發生變化，測量在該變化過程中奈米碳管結構的電阻，根據該所測電阻的變化判斷待測電磁波的偏振方向。

請參閱圖11，本實施例定量測量了所述奈米碳管結構的電阻與電磁波偏振方向之間夾角的關係，在測量電磁波偏振方向時，當電磁波的偏振方向與奈米碳管結構中奈米碳管的長度方向之間的夾角為90度時，所述奈米碳管結構的電阻最大，對應圖中90度及270度方向；當電磁波的偏振方向與奈米碳管結構中奈米碳管的長度方向之間的夾角為0度時，所述奈米碳管膜的電阻最小，對應圖中0度及180度方向。可見，當奈米碳管結構的電阻最大時，奈米碳管的長度方向與電磁波的偏振方向之間的夾角為90度，故在轉動電磁波傳感器的過程中，根據信號測量裝置所測電磁波傳感器電阻最大時奈米碳管的排列方向即可推斷出所述電磁波的偏振方向。

本發明實施例提供的電磁波檢測裝置具有以下優點：所述電磁波檢測裝置採用奈米碳管結構或奈米碳管複合結構作為電磁波傳感器，且該奈米碳管結構或奈米碳管複 合結構中的奈米碳管有序排列，導電性良好，可進一步提高該電磁波檢測裝置的回應速度；所述奈米碳管結構或奈米碳管複合結構可自支撐，強度較好，結構穩定，提高了該電磁波檢測裝置的使用壽命及穩定性；由於所述電磁波傳感器的奈米碳管結構或奈米碳管複合結構中的奈米碳管或奈米碳管線沿同一方向排列，故該電磁波檢測裝置不僅可以測量電磁波的強度，還可以測量電磁波的偏振方向；所述電磁波信號偏振方向的檢測只需轉動奈米碳管結構，使奈米碳管結構中奈米碳管的長度延伸方向與電磁波的偏振方向之間的夾角發生變化即可，方法簡單。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10，20‧‧‧電磁波檢測裝置

12，22‧‧‧電磁波傳感器

14，24‧‧‧第一電極

16，26‧‧‧第二電極

17，27‧‧‧支撐體

18，28‧‧‧信號測量裝置

143‧‧‧奈米碳管片段

145‧‧‧奈米碳管

222‧‧‧聚合物材料層

224‧‧‧奈米碳管結構

圖1為本發明第一實施例提供之電磁波檢測裝置結構示意圖。

圖2為本發明第一實施例提供之電磁波檢測裝置中奈米碳管拉膜之結構示意圖。

圖3為本發明第一實施例提供之電磁波檢測裝置中奈米碳管拉膜之掃描電鏡照片。

圖4為本發明第一實施例提供之電磁波檢測裝置中非扭轉 的奈米碳管線之掃描電鏡照片。

圖5為本發明第一實施例提供之電磁波檢測裝置中扭轉的奈米碳管線之掃描電鏡照片。

圖6為本發明第一實施例提供之電磁波檢測裝置在真空環境下用一電磁波週期性照射該電磁波檢測裝置之電磁波傳感器時，該電磁波傳感器之電阻變化率與回應時間之間的關係。

圖7為本發明第一實施例提供之電磁波檢測裝置在非真空環境下用一電磁波週期性照射該電磁波檢測裝置之電磁波傳感器時，該電磁波傳感器之電阻變化率與回應時間之間的關係。

圖8為本發明第二實施例提供之電磁波檢測裝置結構示意圖。

圖9為本發明第二實施例提供之電磁波檢測裝置中電磁波傳感器之結構示意圖。

圖10為應用本發明電磁波檢測裝置檢測電磁波之檢測方法流程圖。

圖11為本發明電磁波檢測裝置在檢測電磁波的過程中電磁波傳感器之電阻與電磁波之偏振方向之間的關係。

10‧‧‧電磁波檢測裝置

12‧‧‧電磁波傳感器

14‧‧‧第一電極

16‧‧‧第二電極

17‧‧‧支撐體

18‧‧‧信號測量裝置

Claims (17)

1. 一種電磁波檢測裝置，其包括：一個可旋轉的電磁波檢測單元，該可旋轉的電磁波檢測單元包括一電磁波傳感器、一第一電極和一第二電極，所述電磁波傳感器用於接收待檢測的電磁波，該第一電極和該第二電極間隔設置且與所述電磁波傳感器電連接；一測量裝置，該測量裝置與所述第一電極和所述第二電極電連接；其改良在於，所述電磁波傳感器包括一奈米碳管結構，該奈米碳管結構包括多個奈米碳管，該多個奈米碳管基本沿同一方向從所述第一電極向所述第二電極延伸，以使該奈米碳管結構的電阻因接收電磁波的作用而發生相應改變，該測量裝置用於測量該奈米碳管結構的電阻，根據該電阻測電磁波的強度，使該奈米碳管結構中奈米碳管的長度方向與電磁波偏振方向的夾角發生變化，測量在該變化過程中所述奈米碳管結構的電阻，根據該所測電阻的改變判斷待測電磁波的偏振方向。
2. 如申請專利範圍1所述的電磁波檢測裝置，其中，所述奈米碳管結構為一自支撐結構。
3. 如申請專利範圍1所述的電磁波檢測裝置，其中，所述奈米碳管結構包括至少一奈米碳管膜、至少一奈米碳管線狀結構或其組合。
4. 如申請專利範圍3所述的電磁波檢測裝置，其中，所述奈米碳管膜中的奈米碳管大致相互平行且與奈米碳管膜表面基本平行。
5. 如申請專利範圍3所述的電磁波檢測裝置，其中，所述奈米碳管結構包括多個奈米碳管膜，該多個奈米碳管膜共面且無間隙鋪設或層疊鋪設。
6. 如申請專利範圍3所述的電磁波檢測裝置，其中，所述奈米碳管結構為一個奈米碳管線狀結構，該一個奈米碳管線狀結構在一個平面內有序彎折成一膜狀結構。
7. 如申請專利範圍3所述的電磁波檢測裝置，其中，所述奈米碳管結構為多個奈米碳管線狀結構，該多個奈米碳管線狀結構基本平行排列且共面。
8. 如申請專利範圍3所述的電磁波檢測裝置，其中，所述奈米碳管線狀結構包括至少一非扭轉的奈米碳管線、至少一扭轉的奈米碳管線或其組合。
9. 如申請專利範圍8所述的電磁波檢測裝置，其中，所述非扭轉的奈米碳管線包括多個沿該非扭轉的奈米碳管線長度方向平行排列的奈米碳管，所述扭轉的奈米碳管線包括多個沿該扭轉的奈米碳管線長度方向呈螺旋狀排列的奈米碳管。
10. 如申請專利範圍1所述的電磁波檢測裝置，其中，所述多個奈米碳管首尾相連且大致沿同一方向擇優取向排列。
11. 如申請專利範圍1所述的電磁波檢測裝置，其中，所述電磁波檢測裝置進一步包括一支撐體，所述電磁波傳感器中的奈米碳管結構設置於該支撐體的表面。
12. 如申請專利範圍11所述的電磁波檢測裝置，其中，所述支撐體為絕熱材料，該絕熱材料為玻璃或陶瓷。
13. 如申請專利範圍1所述的電磁波檢測裝置，其中，所述測量裝置為電流測量裝置或電壓測量裝置。
14. 一種電磁波檢測裝置，其包括：一個可旋轉的電磁波檢測單元，該可旋轉的電磁波檢測單元包括一電磁波傳感器、一第一電極和一第二電極，所述電磁波傳感器用於接收待檢測的電磁波，該第一電極和該第二電極間隔設置且與所述電磁波傳感器電連接；一測量裝置，該測量裝置與所述第一電極和所述第二電極電連接；其改良在於，所述電磁波傳感器包括一奈米碳管複合結構，該奈米碳管複合結構包括一聚合物材料層及一與該聚合物材料層複合的奈米碳管結構，該奈米碳管結構包括多個奈米碳管，該多個奈米碳管沿同一方向從所述第一電極延伸至所述第二電極，以使該奈米碳管複合結構的電阻可因接收電磁波的作用而發生相應改變，該測量裝置用於測量該奈米碳管複合結構的電阻，根據該電阻測電磁波的強度，使該奈米碳管結構中奈米碳管的長度方向與電磁波偏振方向的夾角發生變化，測量在該變化過程中奈米碳管結構的電阻，根據該所測電阻的改變判斷待測電磁波的偏振方向。
15. 如申請專利範圍14所述的電磁波檢測裝置，其中，所述聚合物材料層的材料為透光性有機聚合物。
16. 如申請專利範圍15所述的電磁波檢測裝置，其中，所述奈米碳管結構中具有微孔，所述透光性有機聚合物至少部分滲透在該奈米碳管結構的微孔中。
17. 一種電磁波檢測方法，其包括以下步驟：提供一奈米碳管結構，該奈米碳管結構包括多個奈米碳管，該多個奈米碳管沿同一方向延伸； 用一待測的電磁波照射所述奈米碳管結構，以使該奈米碳管結構的電阻因接收的電磁波的作用而發生相應改變，根據該電阻測電磁波的強度；及使該奈米碳管結構中奈米碳管的長度方向與電磁波偏振方向的夾角發生變化，測量在該變化過程中奈米碳管結構的電阻，根據該所測電阻的改變判斷待測電磁波的偏振方向。