[发明专利]基于串联LPWG的生化传感器的分析方法

权利要求书

1.基于串联LPWG的生化传感器的分析方法，其特征在于，所述传感器包括芯层与被测包层，芯层在与被测包层相接触的一侧向被测包层方向延伸出第一长周期波导光栅LPWG₁和第二长周期波导光栅LPWG₂，所述方法具体包括以下步骤：

S1：入射光经芯层第一端进入，部分光经第一长周期波导光栅LPWG₁耦合进入被测包层，部分光沿芯层传输；

S2：沿被测包层传输的部分光经第二长周期波导光栅LPWG₂耦合进入芯层；

S3：由步骤S2得到的部分光与步骤S1的芯层中同向传播的部分光干涉输出，得到输出谱，计算分析输出谱中谐振波长的偏移量及其中物质的吸收光谱信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，能够经第一长周期波导光栅LPWG₁耦合进入被测包层的部分光为以谐振波长为中心的一定带宽范围的光。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述芯层为矩形波导，所述被测包层为矩形波导。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：入射光从波导第一端进入，经过长度为L₁的第一长周期波导光栅LPWG₁后，芯层模与被测包层模的输出振幅分别为A_co(L₁)与A_cl(L₁)，

$\left[\begin{array}{c}{A}_{co}\left(L_1\right)\\ A_{cl}\left(L_1\right)\end{array}\right]=e^{j\frac{{\mathrm{\β}}_{co}+{\mathrm{\β}}_{cl}}{2}{L}_1}\left[\begin{array}{cc}{e}^{j\frac{{\mathrm{KL}}_1}{2}}& 0\\ 0& e^{-j\frac{{\mathrm{KL}}_1}{2}}\end{array}\right]\·\left[\begin{array}{cc}{t}_1{e}^{j\frac{{\mathrm{\θ}}_1}{2}}& {\mathrm{jr}}_1\\ {\mathrm{jr}}_1^{*}& t_1{e}^{-j\frac{{\mathrm{\θ}}_1}{2}}\end{array}\right]\·\left[\begin{array}{c}{A}_{co}\left(0\right)\\ A_{cl}\left(0\right)\end{array}\right];$

其中，j表示虚数单位，β_co表示芯层模的传输常数，β_cl表示被测包层模的传输常数，为第一长周期波导光栅LPWG₁常数，Λ为第一长周期波导光栅LPWG₁的周期，L₁为第一长周期波导光栅LPWG₁的长度，为第一长周期波导光栅LPWG₁处被测包层模的幅度，κ₁表示第一长周期波导光栅LPWG₁的耦合系数，为第一长周期波导光栅LPWG₁处芯层模的幅度，中的s₁为与第一长周期波导光栅LPWG₁有关的常数，κ₁^*表示κ₁的共轭复数，r₁^*表示r₁的共轭复数，δ为第一长周期波导光栅LPWG₁自耦合系数，为光经过长度为L₁的第一长周期波导光栅LPWG₁后的相移，为芯层模的有效折射率，为被测包层模的有效折射率，为第一长周期波导光栅LPWG₁的相位失配因子，β₁为第一长周期波导光栅LPWG₁的相位失配因子的参数，λ表示谐振波长，A_co(0)表示芯层模初始位置的振幅，A_cl(0)表示被测包层模初始位置的振幅。