本发明涉及光学探测器领域，具体而言，涉及一种光偏振态的探测器、系统及制备方法。
背景技术：
圆二色性是涉及圆偏振光的二色性，即左旋光和右旋光的差分吸收，圆偏振光是光矢量端点的轨迹为一圆，即光矢量不断旋转，其大小不变，但方向随时间有规律地变化的光，圆二色性表示一个装置很重要的光学特性。
现有技术，一般是通过偏振计得到待测物体的具体偏振态，根据测量到的光偏振特性反推出物体的某些特征，进而确定出待测光为左旋光或者右旋光。
但是，现有技术的偏振计一般易受环境中电磁波的影响，使得测量不准确。
技术实现要素：
本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种光偏振态的探测器、系统及制备方法，以解决现有技术中的偏振计一般易受环境中电磁波的影响，使得测量不准确的问题。
为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种光偏振态的探测器，探测器包括：基底、小球结构层、纳米线层、第一电极和第二电极；
小球结构层设置在基底的一侧，纳米线层设置在小球结构层远离基底的一侧，第一电极和第二电极分别设置在纳米线层远离基底的一侧的两端，小球结构层由多个覆盖有手性结构的小球构成。
可选地，该小球结构层中的手性结构为：“u”形或者“l”形。
可选地，该探测器还包括多个石墨烯片，多个石墨烯片设置在小球结构层和纳米线层之间。
可选地，该多个石墨烯片设置在小球结构层的手性结构上。
可选地，该纳米线层的材料为贵金属。
可选地，该基底的材料为二氧化硅。
可选地，该探测器还包括镀银层，镀银层设置在所述纳米线层远离所述基底的一侧。
第二方面，本发明实施例提供了另一种光偏振态的探测系统，探测系统包括：电压表和第一方面任意一项的探测器，电压表的正极和负极分别与探测器的第一电极和第二电极电连接，用于检测探测器的输出电压。
第三方面，本发明实施例提供了又一种光偏振态的探测器的制备方法，方法应用于权利要求1-7任意一项的探测器，方法包括：
使用气液界面技术将小球结构层贴附在基底的一侧；
使用镀膜技术在小球结构层远离基底的一侧镀手性结构；
将纳米线铺设在小球结构层远离基底的一侧；
分别将第一电极和第二电极设置在纳米线远离基底的一侧的两端。
可选地，该使用气液界面技术将小球结构层贴附在基底的一侧步骤之前还包括：
使用丙酮和酒精溶液将基底进行清洗；
使用去离子水对基底进行清洗；
将基底浸泡在过氧化氢和硫酸的混合溶液中。
本发明的有益效果是：
本申请通过将小球结构层设置在基底的一侧，纳米线层设置在小球结构层远离基底的一侧，第一电极和第二电极分别设置在纳米线层远离基底的一侧的两端，小球结构层由多个具有手性结构的小球构成，当待测光照射时，小球结构层上的手性结构和圆偏光发生相互作用，在不同偏振的照射下手性结构上的能量耗散不同，即所产生的热量不同，从而使得该探测器的第一电极和第二电极的输出电压不同，通过对输出电压的测量，并根据输出电压与偏振光的对应关系，就可以得到待测光为左偏振光还是右偏振光，并且使得本申请检测的偏振光不受其他电磁波的影响，使得测量更加准确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明一实施例提供的一种光偏振态的探测器的主视图；
图2为本发明一实施例提供的另一种光偏振态的探测器的俯视图；
图3为本发明一实施例提供的另一种光偏振态的探测器的主视图；
图4为本发明一实施例提供的另一种光偏振态的探测器的主视图。
图标：10-基底；20-小球结构层；30-纳米线层；40-第一电极；50-第二电极；60-石墨烯片；70-镀银层。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一金属板实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明一实施例提供的一种光偏振态的探测器的主视图，图2为本发明一实施例提供的另一种光偏振态的探测器的俯视图，如图1和图2所示，本申请实施例提供一种光偏振态的探测器，探测器包括：基底10、小球结构层20、纳米线层30、第一电极40和第二电极50；小球结构层20设置在基底10的一侧，纳米线层30设置在小球结构层20远离基底10的一侧，第一电极40和第二电极50分别设置在纳米线层30远离基底10的一侧的两端，小球结构层20由多个覆盖有手性结构的小球构成。
该光偏振态的探测器包括：基底10、小球结构层20、纳米线层30、第一电极40和第二电极50，由下往上的结构分别为：基底10、小球结构层20、纳米线层30，第一电极40和第二电极50分别设置在该纳米线层30上表面的两端，该小球结构层20上设置有手性结构，该手性结构可以是在该小球结构层20上刻蚀得到，也可以是在小球结构层20表面镀有手性结构，当圆偏振光照射在该探测器的上表面时，手性结构与圆偏振光相互作用，由于不同的偏振光在手性结构上的耗散不同，所以导致不同的偏振光在该探测器上产生的热量也不同，通过产生的不同热量使得该纳米线层30中产生的电压也不相同，可以通过对第一电极40和第二电极50两端的电压进行检测，根据电压与电压对应的圆偏振光，得到照射在探测器上的光为左圆偏振光还是右圆偏振光，并且由于本申请是通过电压与圆偏振光的对应关系，实现对圆偏振光进行检测，则本申请检测的偏振光不受其他电磁波的影响，使得测量更加准确。
需要说明的是，该手性结构的形状和体积根据实际需要进行设置，在此不做具体限定，第一电极40和第二电极50铺设在该纳米线层30之上，与纳米想层中的纳米想的夹角小于80度，且第一电极40和第二电极50一般相互平行设置，该基底10、该小球结构层20、该纳米线层30，该第一电极40和该第二电极50的体积根据实际需要进行设置，在此不做限定，该探测器可以包括多个规格，相应的，该基底10、该小球结构层20、该纳米线层30，该第一电极40和该第二电极50也对应有多种规格，一般的通过对探测器第一电极40和第二电极50检测的电压峰值和谷值的位置判断该光为左圆偏振光还是右圆偏振光。
请参照图2，可选地，该小球结构层20中的手性结构为：“u”形或者“l”形。
该小球结构层20中的手性结构可以为“u”形，也可以为“l”形，为了方便说明，此处以该小球结构层20中的手性结构为“l”形进行说明，小球结构层20的上表面设置有“l”形手性结构，该“l”形手性结构可以是周期设置在该小球结构层20上表面，也可以是每个小球的上表面均设置有“l”形手性结构则在小球上会形成一个“l”形的凸起，中间高两边低的结构，使得纳米线层30和小球结构层20之间可以更好的接触，但由于在结构上镀银时，银颗粒生长的不均匀，所以在两层之间形成间隙等离子体，增强耦合，可以进一步的增强圆二色的信号，通过探测电压的变化，来探测不同偏正态下波长的响应，需要说明的是，该小球结构层中的手性结构为采用倾斜角沉积制备，在小球结构层20上进行两个不同方向的镀膜，在该小球结构层20上形成了“u”形手性结构或者“l”形手性结构，“l”形手性结构需要在两个方向上进行两次镀膜，“u”形手性结构需要在两个方向进行三次镀膜形成。
图3为本发明一实施例提供的另一种光偏振态的探测器的主视图；如图3所示，可选地，该探测器还包括多个石墨烯片60，多个石墨烯片60设置在小球结构层20和纳米线层30之间。
石墨烯片60设置在该小球结构层20与纳米线层30之间可以增加探测器对入射光的吸收差异，增加圆二色信号，并且由于石墨烯具有良好的导热性，热量在该探测器中传播的时候，经过石墨烯片60减少热量的丧失，使得该探测器对圆偏振光的检测更加准确，并且由于纳米线层30中的纳米线的导电性和温度具有一定的对应关系，则由于石墨烯片60减少热量的丧失，使得纳米线层30中的电阻率发生改变，通过探测电压变化，从而探测光的偏振态。
可选地，该多个石墨烯片60设置在小球结构层20的手性结构上。
可选地，该纳米线层30的材料为贵金属。
该纳米线层30中纳米线的材料可以为单一贵金属，也可以为多种贵金属组成的混合金属，还可以是贵金属中掺杂非金属化合物，主要是半导体材料。
可选地，该基底10的材料为二氧化硅。
图4为本发明一实施例提供的另一种光偏振态的探测器的主视图，如图4所示，可选地，该探测器还包括镀银层70，镀银层70设置在纳米线层30远离所述基底的一侧。
该探测器中的镀银层70设置镀银层70设置在纳米线层30远离所述基底的一侧，使用镀膜技术将银颗粒镀在纳米线层30之上铺设纳米线层30，镀银层70可以防止该纳米线层30氧化，增加该探测器的使用寿命。
可选地，该探测器外周均可镀有镀银层70，镀银层70覆盖在该探测器外周，增加该探测器的抗氧化性，延长该探测器的使用寿命。
本发明实施例提供了另一种光偏振态的探测系统，探测系统包括：电压表和上述任意一项的探测器，电压表的正极和负极分别与探测器的第一电极40和第二电极50电连接，用于检测探测器的输出电压。
本发明实施例提供了又一种光偏振态的探测器的制备方法，方法应用于上述任意一项的探测器，方法包括：
使用气液界面技术将小球结构层贴附在基底的一侧。
使用镀膜技术在小球结构层远离基底的一侧镀手性结构；
将纳米线铺设在小球结构层远离基底的一侧；
分别将第一电极和第二电极设置在纳米线远离基底的一侧的两端。
在实际操作中，使用镀膜技术在小球结构层远离基底的一侧镀手性结构是将小球结构层远离基底的一侧靠近镀膜仪器，然后在小球结构层上，对小球在两个方向进行镀膜，使得该小球结构层上形成手性结构，该手型结构可以是“l”形，也可以是“u”形，在此不做具体限定，需要说明的是，若该手性结构是“l”形，则在小球结构层上两个方向镀膜两次，若该手性结构为“u”形，则在小球结构层上两个方向镀膜三次。
可选地，该使用气液界面技术将小球结构层贴附在基底的一侧步骤之前还包括：
使用丙酮和酒精溶液将基底进行清洗；
使用去离子水对基底进行清洗；
将基底10浸泡在过氧化氢和硫酸的混合溶液中。
纳米线还可以为钙钛矿纳米线，在实际应用中，光偏振态的探测器中的钙钛矿纳米线的制备方法包括：
第一步、配制10％(质量分数)的n，n-二甲基甲酰胺溶液：称量甲基碘化铵0.05385g，碘化铅20.156g，加入2ml
二甲基甲酰胺即得，其中二甲基甲酰胺的密度为0.945g/ml。
第二步、使用常温振荡溶解钙钛矿溶液，不能加热与搅拌，振荡十几秒，使溶液变清亮，之后静置一段时间。
第三步、配制质量分数更大的溶液需要重新计算称量配制，而质量分数低于10％的溶液可以由该液稀释，之后振荡使溶液混合均匀。配制5％的溶液：取500μl10％溶液，再加入611ul二甲基甲酰胺；配制2％溶液：取400ul10％溶液，再加入1.82ml二甲基甲酰胺；配制1％溶液：取400ul10％溶液，再加入3.9ml二甲基甲酰胺；配制0.5％溶液：取500ul1％溶液，再加入611μldmf；配制0.2％溶液：取400μl1％溶液，再加入1.82ml二甲基甲酰胺。
第四步、清洗玻璃衬底，然后分别用去离子水、乙醇、异丙醇超声清洗玻璃衬底，之后烘干，等离子清洗机处理5分钟。
第五步、将玻璃衬底放在倾斜12度的斜坡上，用10μl移液枪分别取0.2％、0.5％、2％、5％与10％的前驱体溶液3ul滴涂在衬底上，溶液瞬间铺展。
第六步、盖住衬底，在干燥、黑暗、室温、空气环境下静置约4小时，等待纳米线生长。
第七步、纳米线缓慢生长成型后，在80摄氏度的加热台上加热30min，转变成钙钛矿纳米线。
第八步、转移钙钛矿纳米线到手性结构上。
第九步、在钙钛矿纳米线原理基底的一侧的两端分别设置第一电极和第二电极。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种光偏振态的探测器，其特征在于，所述探测器包括：基底、小球结构层、纳米线层、第一电极和第二电极；
所述小球结构层设置在所述基底的一侧，所述纳米线层设置在所述小球结构层远离所述基底的一侧，所述第一电极和所述第二电极分别设置在所述纳米线层远离所述基底的一侧的两端，所述小球结构层由多个覆盖有手性结构的小球构成。
2.根据权利要求1所述的光偏振态的探测器，其特征在于，所述小球结构层中的手性结构为：“u”形或者“l”形。
3.根据权利要求1所述的光偏振态的探测器，其特征在于，所述探测器还包括多个石墨烯片，多个所述石墨烯片设置在所述小球结构层和所述纳米线层之间。
4.根据权利要求3所述的光偏振态的探测器，其特征在于，多个所述石墨烯片设置在所述小球结构层的手性结构上。
5.根据权利要求1所述的光偏振态的探测器，其特征在于，所述纳米线层的材料为贵金属。
6.根据权利要求1所述的光偏振态的探测器，其特征在于，所述基底的材料为二氧化硅。
7.根据权利要求1所述的光偏振态的探测器，其特征在于，所述探测器还包括镀银层，所述镀银层设置在所述纳米线层远离所述基底的一侧。
8.一种光偏振态的探测系统，其特征在于，所述探测系统包括：电压表和权利要求1-7任意一项所述的探测器，所述电压表的正极和负极分别与所述探测器的第一电极和第二电极电连接，用于检测所述探测器的输出电压。
9.一种光偏振态的探测器的制备方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-7任意一项所述的探测器，所述方法包括：
使用气液界面技术将小球结构层贴附在所述基底的一侧；
使用镀膜技术在所述小球结构层远离基底的一侧镀手性结构；
将纳米线铺设在所述小球结构层远离所述基底的一侧；
分别将第一电极和第二电极设置在所述纳米线远离所述基底的一侧的两端。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述使用气液界面技术将小球结构层贴附在所述基底的一侧步骤之前还包括：
使用丙酮和酒精溶液将所述基底进行清洗；
使用去离子水对基底进行清洗；
将所述基底浸泡在过氧化氢和硫酸的混合溶液中。
技术总结