[发明专利]光学晶体气体检测系统及多孔硅褶皱光学晶体的制备方法

权利要求书

1.一种光学晶体气体检测系统，其特征在于，包括多孔硅褶皱光学晶体、测试腔体、探头以及光谱仪，所述多孔硅褶皱光学晶体是简单型的多孔硅褶皱光学晶体或复合型的多孔硅褶皱光学晶体，所述多孔硅褶皱光学晶体置于所述测试腔体内，所述多孔硅褶皱光学晶体表面在所述测试腔体内是裸露的，所述探头用于探测所述多孔硅褶皱光学晶体发出的光学信号，所述光谱仪与探头连接，用于测量所述探头探测到的光学信号。

2.根据权利要求1所述的光学晶体气体检测系统，其特征在于，所述简单型的多孔硅褶皱光学晶体是由多个折光系数呈正弦波型变化层构成的重复性单一型多孔硅褶皱光学结构晶体。

3.根据权利要求1所述的光学晶体气体检测系统，其特征在于，所述复合型的多孔硅褶皱光学晶体是由多个折光系数呈正弦波整合波型构成的多层复合型多孔硅褶皱光学结构晶体。

4.根据权利要求1所述的光学晶体气体检测系统，其特征在于，所述测试腔体包括用于容置所述多孔硅褶皱光学晶体的容置部和与所述容置部密封连接的透明上盖，所述容置部开设有进气孔和出气孔。

5.根据权利要求1所述的光学晶体气体检测系统，其特征在于，所述光学信号为折射率、光致发光、双折射或光波导引起的特征峰光谱漂移量；

所述特征峰光谱漂移量随气体浓度和气体种类变化形成检测矩阵，根据所述检测矩阵对比查找检测气体的浓度对应值和分辨气体种类及特征。

6.一种多孔硅褶皱光学晶体的制备方法，包括以下步骤：

将待加工硅片固定放置在电化学刻蚀槽内；

在所述电化学刻蚀槽内加入氢氟酸和乙醇的混合液作为刻蚀液；

将所述待加工硅片和电化学刻蚀槽内的惰性金属电极分别连接在电流源的正极和负极上；

所述电流源输出一个正弦波形电流对所述待加工硅片进行刻蚀，得到简单型的多孔硅褶皱光学晶体；

或所述电流源输出几个不同周期的正弦波形整合后的电流对所述待加工硅片进行刻蚀，得到复合型的多孔硅褶皱光学晶体。

7.根据权利要求6所述的多孔硅褶皱光学晶体的制备方法，其特征在于，所述待加工硅片固定放置在电化学刻蚀槽内的步骤之前，还包括去除待加工硅片表面氧化层的步骤。

8.根据权利要求6所述的多孔硅褶皱光学晶体的制备方法，其特征在于，所述待加工硅片为(100)晶面、掺杂类型为p型的硅片，电阻率＜0.01Ω·cm。

9.根据权利要求6所述的多孔硅褶皱光学晶体的制备方法，其特征在于，所述刻蚀液是由体积比为3∶1的氢氟酸与乙醇混合而成，所述氢氟酸混合前的浓度为25％-51％。

10.根据权利要求6所述的多孔硅褶皱光学晶体的制备方法，其特征在于，所述电流源输出的正弦波形电流密度幅度处于10～50mA·cm²之间，周期2～15秒，循环30次。