本发明涉及传感装置领域，具体地，涉及基于石墨烯表面等离激元共振耦合效应的微纳传感结构。
背景技术：
1、等离子体共振吸收的光学传感器，特别是基于表面等离子体共振技术的传感器，具有一些显著的优点，例如高灵敏度、无需标记样品、实时响应以及在天然条件下进行操作等。与这些光学传感器相比，电学和化学传感器存在一些缺点：电学和化学传感器受温度影响很大，需要进行内部温度补偿，以保持稳定的读数；电学和化学传感器的检测范围受限，通常只适用于电化学活性较高的气体，对于一些电化学惰性气体则不适用；电化学传感器可能受到其他气体的干扰，导致读数错误或误报；电化学传感器的预期寿命相对较短，通常为六个月到一年，且在高湿度或目标气体暴露下会进一步缩短；电化学传感器中的电解质可能会因为环境条件如湿度和温度的变化而变干或泄漏，影响传感器性能；电化学传感器可能需要定期维护，包括更换电解质和校准，以保持准确性和稳定性。相比之下，光学传感器通常提供更快的响应时间、更好的稳定性和更长的使用寿命，且不易受到环境条件的影响。基于以上优势，基于等离子体共振吸收的光学传感器在商业、临床和制药应用中具有至关重要的作用。它具有高精度、实时响应、无标记、室温下操作、成本效益高等优势，激励着研究人员致力于研究基于等离子体共振的光学传感功能。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于石墨烯表面等离激元共振耦合效应的微纳传感结构。
2、根据本发明提供的基于石墨烯表面等离激元共振耦合效应的微纳传感结构，包括：l型石墨烯阵列、切割线型石墨烯阵列、缺陷圆盘型石墨烯阵列、介质基板以及金属层；
3、所述介质基板一侧连接所述金属层，另一侧面设置l型石墨烯阵列、切割线型石墨烯阵列以及缺陷圆盘型石墨烯阵列。
4、优选地，所述缺陷圆盘型石墨烯阵列包括多个阵列排布的缺陷圆盘型石墨烯单元，所述切割线型石墨烯阵列包括多个沿十字方向排布在缺陷圆盘型石墨烯单元方形区域周侧的切割线型石墨烯单元，所述l型石墨烯阵列包括多个排布在缺陷圆盘型石墨烯单元周侧方形区域拐角处的l型石墨烯单元。
5、优选地，相邻两个所述缺陷圆盘型石墨烯单元之间的切割线型石墨烯单元相连接，相邻四个所述缺陷圆盘型石墨烯单元之间的l型石墨烯单元相连接并呈十字型。
6、优选地，所述缺陷圆盘型石墨烯单元周侧的四个l型石墨烯单元和四个切割线型石墨烯单元构成方形区域。
7、优选地，所述缺陷圆盘型石墨烯单元包括：缺陷圆盘型石墨烯单元左侧半圆、缺陷圆盘型石墨烯单元狭缝以及缺陷圆盘型石墨烯单元右侧半圆；
8、所述缺陷圆盘型石墨烯单元左侧半圆和所述缺陷圆盘型石墨烯单元右侧半圆构成圆形，所述缺陷圆盘型石墨烯单元左侧半圆和所述缺陷圆盘型石墨烯单元右侧半圆之间设置缺陷圆盘型石墨烯单元狭缝。
9、优选地，所述l型石墨烯单元包括：l型石墨烯单元水平臂和l型石墨烯单元垂直臂；
10、所述l型石墨烯单元水平臂和所述l型石墨烯单元垂直臂垂直连接。
11、优选地，所述切割线型石墨烯单元呈长方形。
12、优选地，所述切割线型石墨烯单元和相邻的l型石墨烯单元呈间隙设置，所述缺陷圆盘型石墨烯单元和周侧的切割线型石墨烯单元、l型石墨烯单元呈间隙设置。
13、优选地，在te波激励下，
14、由所述l型石墨烯单元的l型石墨烯单元水平臂上激发的四偶极子等离子体共振产生吸收锋f1,
15、由所述缺陷圆盘型石墨烯单元激发的偶极等离子体共振以及由近场耦合引起的所述l型石墨烯单元上激发的八偶极子等离子体共振共同作用产生吸收峰f2和f3，
16、由所述缺陷圆盘型石墨烯单元上下侧切割线型石墨烯单元激发的四偶极子等离子体共振和所述缺陷圆盘型石墨烯单元上激发的等离子体共振共同作用产生共振吸收峰f4，
17、由所述缺陷圆盘型石墨烯单元上下侧切割线型石墨烯单元激发的四偶极子等离子体共振引起吸收峰f5，
18、由所述缺陷圆盘型石墨烯单元上激发的等离子体共振导致出现吸收峰f6，
19、所述l型石墨烯单元的l型石墨烯单元垂直臂上激发的四偶极子共振和所述缺陷圆盘型石墨烯单元左右侧切割线型石墨烯单元激发的偶极子等离子体共振导致出现吸收峰f7和f8，
20、由所述缺陷圆盘型石墨烯单元的缺陷圆盘型石墨烯单元左侧半圆上激发的高阶等离子体共振和所述缺陷圆盘型石墨烯单元左右侧切割线型石墨烯单元上激发的等离子体共振导致共振吸收峰f9出现，
21、由所述缺陷圆盘型石墨烯单元的缺陷圆盘型石墨烯单元右侧半圆上激发的等离子体共振和所述缺陷圆盘型石墨烯单元左右侧切割线型石墨烯单元上激发的等离子体共振引起吸收峰f10出现，
22、由所述缺陷圆盘型石墨烯单元的缺陷圆盘型石墨烯单元右侧半圆上激发的等离子体共振以及所述缺陷圆盘型石墨烯单元的缺陷圆盘型石墨烯单元狭缝处激发的等离子体共振共同导致共振吸收峰f11产生，
23、由所述缺陷圆盘型石墨烯单元上激发的高阶等离子体共振和所述缺陷圆盘型石墨烯单元的缺陷圆盘型石墨烯单元狭缝处激发的四偶极子等离子体共振引起共振峰f12出现。
24、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
25、1、本申请通过采用l型石墨烯阵列、切割线型石墨烯阵列及缺陷圆盘型石墨烯阵列上激发的不同阶次石墨烯等离激元间的杂化和耦合作用，产生了十二通道共振吸收峰用于折射率传感，这大幅度提高了系统的效率和可靠性。
26、2、本申请通过采用缺陷圆盘型石墨烯阵列上激发的高阶等离子体共振和四偶极子等离子体共振，产生了对环境变化非常敏感的高阶等离子体共振吸收峰，该共振吸收峰的折射率传感灵敏度高达10.365thz/riu，这大幅度提高了系统的性能。
27、3、本申请通过改变入射电磁波的极化方式，该结构在te波和tm波下均能实现多通道且高灵敏度的折射率传感功能，传感的灵敏度分别为10.365thz/riu和10.44thz/riu，这大大增强该结构在传感功能上的实用性和可行性。
1.一种基于石墨烯表面等离激元共振耦合效应的微纳传感结构，其特征在于，包括：l型石墨烯阵列(1)、切割线型石墨烯阵列(2)、缺陷圆盘型石墨烯阵列(3)、介质基板(4)以及金属层(5)；
2.根据权利要求1所述基于石墨烯表面等离激元共振耦合效应的微纳传感结构，其特征在于：所述缺陷圆盘型石墨烯阵列(3)包括多个阵列排布的缺陷圆盘型石墨烯单元，所述切割线型石墨烯阵列(2)包括多个沿十字方向排布在缺陷圆盘型石墨烯单元方形区域周侧的切割线型石墨烯单元，所述l型石墨烯阵列(1)包括多个排布在缺陷圆盘型石墨烯单元周侧方形区域拐角处的l型石墨烯单元。
3.根据权利要求2所述基于石墨烯表面等离激元共振耦合效应的微纳传感结构，其特征在于：相邻两个所述缺陷圆盘型石墨烯单元之间的切割线型石墨烯单元相连接，相邻四个所述缺陷圆盘型石墨烯单元之间的l型石墨烯单元相连接并呈十字型。
4.根据权利要求2所述基于石墨烯表面等离激元共振耦合效应的微纳传感结构，其特征在于：所述缺陷圆盘型石墨烯单元周侧的四个l型石墨烯单元和四个切割线型石墨烯单元构成方形区域。
5.根据权利要求2所述基于石墨烯表面等离激元共振耦合效应的微纳传感结构，其特征在于，所述缺陷圆盘型石墨烯单元包括：缺陷圆盘型石墨烯单元左侧半圆(31)、缺陷圆盘型石墨烯单元狭缝(32)以及缺陷圆盘型石墨烯单元右侧半圆(33)；
6.根据权利要求2所述基于石墨烯表面等离激元共振耦合效应的微纳传感结构，其特征在于，所述l型石墨烯单元包括：l型石墨烯单元水平臂(11)和l型石墨烯单元垂直臂(12)；
7.根据权利要求2所述基于石墨烯表面等离激元共振耦合效应的微纳传感结构，其特征在于：所述切割线型石墨烯单元呈长方形。
8.根据权利要求2所述基于石墨烯表面等离激元共振耦合效应的微纳传感结构，其特征在于：所述切割线型石墨烯单元和相邻的l型石墨烯单元呈间隙设置，所述缺陷圆盘型石墨烯单元和周侧的切割线型石墨烯单元、l型石墨烯单元呈间隙设置。
9.根据权利要求2所述基于石墨烯表面等离激元共振耦合效应的微纳传感结构，其特征在于：在te波激励下，由所述l型石墨烯单元的l型石墨烯单元水平臂(11)上激发的四偶极子等离子体共振产生吸收锋f1,
