(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210958658.8 (22)申请日 2022.08.10 (71)申请人 海宁市产业 技术研究院 地址 314400 浙江省嘉兴 市海宁市海宁经 济开发区双富路28号科创中心D座 1502室 (72)发明人 骆季奎　吴建辉　张志超　李杰　 张弛　刘雨露　邝昊泽　 (74)专利代理 机构 浙江永航联科专利代理有限 公司 33304 专利代理师 吴红卫 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种基于PT破缺激光态的超灵敏传感系统 及应用 (57)摘要 本发明公开一种基于PT破缺激光态的超灵 敏传感系统及应用， 属于信息技术领域。 该系统 包括传输 单元、 损耗单元、 增益单元、 第一测试端 口、 第二测试端口和传感器单元， 损耗单元和增 益单元之间通过传输单元连接， 传感器单元和损 耗单元并联， 第一测试端口连接于传输单元和损 耗单元相连接一端， 第二测试端口连接于传输单 元和增益单元相连接一端。 利用该传感系统的高 灵敏度和可调性能， 可以将其应用于任意电学或 光学系统中， 从而提高对应系统在微扰状态下的 灵敏度。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 115310292 A 2022.11.08 CN 115310292 A 1.一种基于PT破缺激光态的超灵敏传感系 统， 其特征在于， 包括传输单元(1)、 损耗单 元(2)、 增益单元(3)、 第一测试端口(4)、 第二测试端口(5)和传感器单元(6)， 所述损耗单元 (2)和所述增益单元(3)之间通过传输单元(1)连接， 所述传感器单元(6)和所述损耗单元 (2)并联， 所述第一测试端口(4)连接于所述传输单元(1)和所述损耗单元(2)相连接一端， 所述第二测试端口连接 于所述传输单 元(1)和所述增益单 元(3)相连接一端。 2.根据权利要求1所述的基于PT破缺激光态的超灵敏传感系统， 其特征在于， 所述传输 单元(1)包括传输线电路等效模型、 微带线、 超表面或虚拟数据模型中的其中一种， 所述虚 拟数据模型由仿真软件及仪器提供， 所述传输单元(1)的阻抗为50 ±10Ohm， 相位延迟为90 ±5°。 3.根据权利要求2所述的基于PT破缺激光态的超灵敏传感系统， 其特征在于， 所述传输 线电路等效模型包括 π 型模型和T型模型。 4.根据权利要求1或2所述的基于PT破缺激光态 的超灵敏传感系统， 其特征在于， 所述 损耗单元(2)包括电阻、 二维材料、 超表面、 虚拟数据模型中的其中一种， 所述虚拟数据模 型 由仿真软件及仪器提供。 5.根据权利要求1所述的基于PT破缺激光态的超灵敏传感系统， 其特征在于， 所述增益 单元(3)包括放大电路、 二维材料、 超表面或虚拟数据模型中的其中一种， 所述虚拟数据模 型由仿真软件及仪器提供。 需要说明的是， 上述的放大电路、 二维材料、 超表面或虚拟数据 模型中具有同等阻抗数值。 6.根据权利要求5所述的基于PT破缺激光态的超灵敏传感系统， 其特征在于， 所述放大 电路由运 算放大器(7)、 mos管、 耿式二极管或隧穿 二极管构成。 7.根据权利要求1或2所述的基于PT破缺激光态 的超灵敏传感系统， 其特征在于， 所述 传感器单 元(6)包括任意的电阻式传感器、 电容式传感器。 8.根据权利要求7所述的基于PT破缺激光态的超灵敏传感系统， 其特征在于， 所述传感 器单元(6)还能够成为传输单 元(1)、 损耗单 元(2)或增益单 元(3)的一部分， 充当传感作用。 9.根据权利要求1或2所述的基于PT破缺激光态 的超灵敏传感系统， 其特征在于， 所述 的损耗单 元(2)的阻抗 为 所述增益单 元(3)的阻抗 为 10.一种如权利要求1 ‑9中任一项所述的基于PT破缺激光态的超灵敏传感系统在任何 频率的电学或光学系统中的应用。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115310292 A 2一种基于PT破缺激光态的超灵敏传感系统及应用 技术领域 [0001]本发明属于信息技术领域， 特别涉及一种基于PT破缺激光态的超灵敏传感系统及 应用。 背景技术 [0002]相干完美吸收Coherent  perfect absorber， CPA则体现为激光的时间反演， 不需 要外界提供能量， 且能够吸收同调性的光， 其作用原理为左右各打进一束光， 中间是共振 腔， 其材料具有吸收能力， 当这两束光具有匹配的相位条件时， 两束光会在 共振腔内形成干 涉， 并将能量完全转化为热能， 而没有光的溢出。 人们发现如果激光器的增益物质能够 满足 宇称时间对称parity ‑time symmetry， PT  symmetry， 通过调节入射波的幅值和相位， 就 能 够同时实现CPA及lasing状态， 如图1所示。 因此， 借助CPAL(CPA ‑lasing)效应两个状态之间 的散射信号强度的剧烈对比， 可以将其应用于传感中， 使得传感器的灵敏度得到巨大提升 。 [0003]由于CPAL系统实际的实现难度较大， 电子元器件的制造误差大大超过了构建CPAL 系统的精度要求， 很难将系统稳定调节至理论的CPA L点； 同时CPA的实现对两端输入信号的 幅度和相位的要求十分苛刻。 因此目前大部分研究仍处于理论计算及仿真层面， 实际传感 应用并未开展。 如何将CPAL应用于传感器领域是本领域 技术人员亟 待解决的问题。 发明内容 [0004]为克服现有技术的不足， 本发明目的在于提供一种基于PT破缺激光态的超灵敏传 感系统。 [0005]本发明的再一目的在于： 提供一种上述产品的应用。 [0006]本发明目的通过下述方案实现： 一种基于PT破缺激光态的超灵敏传感系统， 包括 传输单元、 损耗单元、 增益单元、 第一测试端口、 第二测试端口和传感器单元， 所述损耗单元 和所述增 益单元之间通过传输单元连接， 所述传感器单元和所述损耗单元并联， 所述第一 测试端口连接于所述传输单元和所述损耗单元相连接一端， 所述第二测试端口连接于所述 传输单元和所述增益单 元相连接一端。 [0007]优选的， 所述传输单元包括传输线电路等效模型、 微带线、 超表面或虚拟数据模型 中的其中一种， 所述虚拟数据模 型由仿真软件及仪器提供。 需要说明的是， 上述的传输线电 路等效模型、 微带线、 超表面或虚拟数据模型 具有相同阻抗及相位延迟作用。 [0008]优选的， 所述传输线电路等效模型包括 π 型和T型。 [0009]优选的， 所述损耗单元包括电阻、 二维材料、 超表面、 虚拟数据模型中的其中一种， 所述虚拟数据模 型由仿真软件及仪器提供。 需要说明的是， 上述的电阻、 二 维材料、 超表 面、 虚拟数据模型 具有同等阻抗数值。 [0010]优选的， 所述增益单元包括放大电路、 二维材料、 超表面或虚拟数据模型中的其中 一种， 所述虚拟数据模型由仿真软件及仪器提供。 需要说明的是， 上述的放大电路、 二维材 料、 超表面或虚拟数据模型中具有同等阻抗数值。说　明　书 1/4 页 3 CN 115310292 A 3