[发明专利]双通道微环形腔结构传感器与微流通道的集成结构及其制作方法

权利要求书

1.一种双通道微环形腔结构传感器与微流通道的集成结构，其特征在于，该集成结构自下而上依次由硅衬底、光传输波导层和PDMS材料层三层材料构成，在光传输波导层有两个微环耦合传感单元结构，在PDMS材料层有两个微流通道。

2.根据权利要求1所述的双通道微环形腔结构传感器与微流通道的集成结构，其特征在于，所述双通道微环形腔结构传感器由两个耦合单元构成，每个耦合单元由微环形腔结构、该微环形腔结构与两个直波导的耦合区、一路输入波导和两路输出波导构成。

3.根据权利要求1所述的双通道微环形腔结构传感器与微流通道的集成结构，其特征在于，在所述两个微环耦合传感单元结构中，一个微环耦合传感单元结构作为传感检测单元，另外一个微环耦合传感单元结构作为环境温度变化监测参考单元。

4.根据权利要求1所述的双通道微环形腔结构传感器与微流通道的集成结构，其特征在于，所述微流通道由PDMS材料制作而成，位于微环耦合传感单元结构之上，且微流通道的方向垂直于直波导方向，两个微流通道各自对应一个微环形腔结构。

5.根据权利要求1所述的双通道微环形腔结构传感器与微流通道的集成结构，其特征在于，所述两个微流通道在PDMS材料内，位于PDMS材料与双通道微环形腔结构材料界面处，是两个封闭的液体流通管道。

6.根据权利要求1所述的双通道微环形腔结构传感器与微流通道的集成结构，其特征在于，所述双通道微环形腔结构传感器具有一敏感窗口区，该敏感窗口区位于微环形腔结构与微流通道交叉重叠区域。

7.一种制作双通道微环形腔结构传感器与微流通道集成结构的方法，其特征在于，该方法包括：

步骤1：在SOI基片表面旋涂光刻胶或电子束胶，采用高精度光刻或电子束曝光工艺在旋涂的光刻胶或电子束胶上进行微环形腔波导耦合结构图形定义；

步骤2：采用电感耦合等离子体刻蚀技术，将光刻胶或电子束胶上的图形转移到硅波导层，得到微环形腔波导耦合结构芯片；

步骤3：将带有微流通道图形的硅模板通过压印的方法，将结构转移到PDMS薄膜材料上，在PDMS薄膜上得到深度和宽度合适的微流管道；

步骤4：将带有微环形腔波导耦合结构芯片用氧等离子体处理之后，通过键合的方法，将带有微流管道的PDMS材料结合到波导层材料之上。

8.根据权利要求7所述的制作双通道微环形腔结构传感器与微流通道集成结构的方法，其特征在于，步骤1中所述采用高精度光刻或电子束曝光工艺取决于微环或波导的宽度和加工精度要求，如果波导为宽度微米级的脊形波导则采用高精度光刻工艺，如果波导为亚微米级的条形波导则采用电子束曝光工艺。

9.根据权利要求7所述的制作双通道微环形腔结构传感器与微流通道集成结构的方法，其特征在于，所述步骤4包括：

将带有微流管道的PDMS材料键合到波导层材料，将带有微流管道的界面与波导层材料结合，形成闭合式管道；然后采用无源对准的方法，将微流管道与微环交叉重叠，微流管道方向与直波导方向垂直。