阅读说明：本技术 一种基于磁光效应的加速度传感器 (Acceleration sensor based on magneto-optical effect ) 是由 不公告发明人 于 2020-08-05 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种基于磁光效应的加速度传感器,磁性材料层置于基底上。凹槽设置在磁性材料层的表面,凹槽为一维周期性结构。弹性材料部设置于凹槽的底部,贵金属材料部的底部设置在凹槽内、弹性材料部的上面,贵金属材料部的顶部突出磁性材料层。应用时,入射光倾斜照射贵金属材料部,探测贵金属材料部的反射光,根据磁光效应的强度变化确定加速度探测。探测加速度时,贵金属材料部挤压弹性材料部,贵金属材料部相对于磁性材料层产生移动,增强了磁光效应,本传感器具有加速度探测灵敏度高的优点。(The invention provides an acceleration sensor based on a magneto-optical effect. The grooves are arranged on the surface of the magnetic material layer and are of one-dimensional periodic structures. The elastic material part is arranged at the bottom of the groove, the bottom of the noble metal part is arranged in the groove and above the elastic material part, and the top of the noble metal part protrudes out of the magnetic material layer. When the device is applied, incident light obliquely irradiates the noble metal material part, reflected light of the noble metal material part is detected, and acceleration detection is determined according to the intensity change of the magneto-optical effect. When the acceleration is detected, the elastic material part is extruded by the noble metal material part, the noble metal material part moves relative to the magnetic material layer, the magneto-optical effect is enhanced, and the sensor has the advantage of high acceleration detection sensitivity.)

一种基于磁光效应的加速度传感器

技术领域

本发明涉及加速度传感领域，具体涉及一种基于磁光效应的加速度传感器。

背景技术

加速度传感器涉及航空、航天、工业的诸多领域，具有重要的应用。传统加速度传感是基于悬臂梁的，探测灵敏度低。探索基于新原理的加速度传感技术，对推动加速度传感具有重要的应用。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种基于磁光效应的加速度传感器。如图1所示，包括基底、磁性材料层、凹槽、弹性材料部、贵金属材料部。磁性材料层置于基底上。凹槽设置在磁性材料层的表面，凹槽为一维周期性结构。弹性材料部设置于凹槽的底部，贵金属材料部的底部设置在凹槽内、弹性材料部的上面，贵金属材料部的顶部突出磁性材料层。

更进一步地，凹槽贯穿磁性材料层。

更进一步地，凹槽的截面为矩形。

更进一步地，还包括突出部，突出部设置在贵金属材料部的顶部。

更进一步地，突出部的宽度大于贵金属材料部的宽度。

更进一步地，磁性材料层的材料为磁性介质。

更进一步地，磁性介质为铋铁石榴石。

更进一步地，贵金属材料部的材料为贵金属。

更进一步地，贵金属为金或银。

更进一步地，突出部的材料为贵金属。

本发明的有益效果：本发明提供了一种基于磁光效应的加速度传感器，磁性材料层置于基底上。凹槽设置在磁性材料层的表面，凹槽为一维周期性结构。弹性材料部设置于凹槽的底部，贵金属材料部的底部设置在凹槽内、弹性材料部的上面，贵金属材料部的顶部突出磁性材料层。应用时，入射光倾斜照射贵金属材料部，探测贵金属材料部的反射光，根据反射光确定磁光效应强度，根据磁光效应的强度确定待测加速度，实现磁光效应强度的探测。探测加速度时，贵金属材料部挤压弹性材料部，贵金属材料部相对于磁性材料层产生移动，不仅增加了贵金属材料部与磁性材料层的相对面积，增强了磁性材料层对贵金属材料部表面等离激元的作用，而且改变了贵金属材料部周围的介电环境，这两方面的作用都增强了磁光效应，造成磁光效应强度更大的改变，所以本传感器具有加速度探测灵敏度高的优点。

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是一种基于磁光效应的加速度传感器的示意图。

图2是又一种基于磁光效应的加速度传感器的示意图。

图中：1、基底；2、磁性材料层；3、凹槽；4、弹性材料部；5、贵金属材料部；6、突出部。

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

本发明提供了一种基于磁光效应的加速度传感器。如图1所示，该加速度传感器包括基底1、磁性材料层2、凹槽3、弹性材料部4、贵金属材料部5。基底1的材料为非磁性材料。优选地，基底1的材料为二氧化硅。磁性材料层2的材料为磁性介质。磁性材料可以由一种磁性材料构成，也可以由多种磁性材料构成。优选地，磁性介质为铋铁石榴石或Ce：YIG材料。磁性材料层2置于基底1上。凹槽3设置在磁性材料层2的表面，凹槽3为一维周期性结构。凹槽3的截面为矩形。也就是说，凹槽3为一维线栅阵列，凹槽3为直线形，相邻凹槽3平行，并且相邻凹槽3之间的距离相等。弹性材料部4设置于凹槽3的底部，弹性材料部4填充凹槽3的底部。弹性材料部4的材料为弹性材料，具有弹性的材料均在本发明的保护范围内。弹性材料部4的侧面与凹槽3的侧面之间设有空气薄膜，以减少弹性材料部4与凹槽3侧面之间的摩擦。贵金属材料部5的材料为贵金属。优选地，贵金属为金、银、铂。贵金属材料部5的底部设置在凹槽3内、弹性材料部4的上面，贵金属材料部5的顶部突出磁性材料层2。也就是说，贵金属材料部5的一部分设置在凹槽3内，一部分设置在凹槽3外。贵金属材料部5的截面为矩形，以便于贵金属材料部5能够更容易地深入到凹槽3内。

应用时，入射光倾斜照射贵金属材料部5、改变磁性材料层2内的磁场，探测贵金属材料部5的反射光，根据反射光确定磁光效应强度，实现磁光效应强度的探测，根据磁光效应的强度确定待测加速度。探测加速度时，在力的作用下，贵金属材料部5挤压弹性材料部4，贵金属材料部5相对于磁性材料层2产生移动，不仅增加了贵金属材料部5与磁性材料层2的相对面积、增强了磁性材料层2对贵金属材料部5表面等离激元的作用，而且改变了贵金属材料部5周围的介电环境，移动了贵金属材料部5表面等离激元的共振波长，这两方面的作用都增强了磁光效应，造成磁光效应强度更大的改变，所以本传感器具有加速度探测灵敏度高的优点。

更进一步地，凹槽3贯穿磁性材料层2。这样一来，在凹槽3内可以设置更厚的弹性材料部4和贵金属材料部5，以便于贵金属材料部5能够更多地深入到磁性材料层2内，更多地改变传感器的磁光效应，提高加速度探测的灵敏度。

实施例2

在实施例1的基础上，如图2所示，还包括突出部6，突出部6设置在贵金属材料部5的顶部。突出部6增加了贵金属材料部5的质量。在相同的加速度情况下，贵金属材料部5产生的力更大，更多地向磁性材料层2内移动，更多地改变磁光效应的强度，提高了加速度探测的灵敏度。

更进一步地，突出部6的宽度大于贵金属材料部5的宽度。突出部6的材料为贵金属。这样一来，当突出部6与磁性材料层2之间的距离改变时，还改变了突出部6与磁性材料层2之间的耦合，更多地改变了突出部6与贵金属材料部5复合结构的表面等离激元共振，更多地改变了磁光效应的强度，提高了加速度探测的灵敏度。

更进一步地，在突出部6的顶部还设有质量块，质量块更进一步地增加了贵金属材料部5对弹性材料部4的作用，使得贵金属材料部5更多地移动到磁性材料层2内，更多地改变磁光效应的强度，提高加速度探测的灵敏度。

实施例3

在实施例2的基础上，在基底1与磁性材料层2之间设有加热层。加热层可以为电加热层。加热层与弹性材料部4接触。应用时，加热层改变弹性材料部4的温度，从而改变弹性材料部4的弹性系数，从而调节加速度探测的量程。因此，本实施例具有加速度探测量程宽的优点。

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。