[发明专利]一种管状波导光栅传感器及其制备方法

说明书

本发明提供了一种管状波导光栅传感器，包括：管状波导，具有出气口以及进气口，出气口与进气口分别设置在管状波导的两端的管壁上；双槽型光栅部，设置在管状波导的管壁上；密封件，设置在管状波导的两端，其中，双槽型光栅部包括第一双槽型光栅单元、第二双槽型光栅单元以及第三双槽型光栅单元，第一双槽型光栅单元设置在管状波导的靠近进气口的一端；第三双槽型光栅单元设置在管状波导的靠近出气口的一端；第二双槽型光栅单元设置在第一双槽型光栅单元与第二双槽型光栅单元之间。该管状波导可以在太赫兹波入射的情况下，实现多种气体的压强检测，另外，三个双槽型光栅单元的设置能够提高太赫兹波检测气体压强的灵敏度。

技术领域

本发明涉及太赫兹波领域，具体涉及一种管状波导光栅传感器及其制备方法。

背景技术

太赫兹波是指频率介于0.1到10THz之间的一段性质非常独特的电磁波。由于其在电磁波谱中处于微波、毫米波与红外之间，故在光电子技术领域被广泛研究。太赫兹波普技术是利用电光取样或光电导取样的方法直接记录太赫兹辐射电场的振幅时间波形，再通过傅里叶变换后获得测量信号振幅和相位的光谱信息，从而获得样品在太赫兹波段的吸收和色散等信息。太赫兹能对很多材料发生特殊的作用，因而被广泛运用于气体、液体、固体等介质的特性的研究，也适用于通信、生物医学、无损探测、环境检测等领域。

其中，环境检测中比较重要的检测为气体检测。然而，现有的一些检测气体特性的设备大多具有灵敏度不高、设备复杂以及成本较高的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种管状波导光栅传感器及其制备方法。

本发明提供了一种管状波导光栅传感器，用于检测气体压强特性，具有这样的特征，包括：管状波导，具有出气口以及进气口，出气口与进气口分别设置在管状波导的两端的管壁上；双槽型光栅部，设置在管状波导的管壁上；密封件，设置在管状波导的两端，其中，双槽型光栅部包括第一双槽型光栅单元、第二双槽型光栅单元以及第三双槽型光栅单元，第一双槽型光栅单元设置在管状波导的靠近进气口的一端；第三双槽型光栅单元设置在管状波导的靠近出气口的一端；第二双槽型光栅单元设置在第一双槽型光栅单元与第三双槽型光栅单元之间。

该管状波导可以在太赫兹波入射的情况下，实现多种气体的压强检测，另外，三个双槽型光栅单元的设置能够提高太赫兹波检测气体压强的灵敏度。不仅如此，该管状波导光栅传感器的成本也相对较低。

在本发明提供的管状波导光栅传感器中，还可以具有这样的特征：其中，第一双槽型光栅单元由26个周期为700μm的双槽型光栅组成，每个双槽型光栅均由相距100μm相同刻蚀宽度的空气槽组成，该空气槽的刻蚀宽度为200μm，刻蚀深度为150μm。

在本发明提供的管状波导光栅传感器中，还可以具有这样的特征：其中，第二双槽型光栅单元由26个周期为700μm的双槽型光栅组成，每个双槽型光栅均由相距100μm相同刻蚀宽度的空气槽组成，该空气槽的刻蚀宽度为200μm，刻蚀深度为100μm。

在本发明提供的管状波导光栅传感器中，还可以具有这样的特征：其中，第三双槽型光栅单元由26个周期为700μm的双槽型光栅组成，每个双槽型光栅均由相距100μm相同刻蚀宽度的空气槽组成，该空气槽的刻蚀宽度为200μm，刻蚀深度为50μm。

第一双槽型光栅单元、第二双槽型光栅单元以及第三双槽型光栅单元依次排列设置在管状波导上，根据其刻蚀深度可知，第一双槽型光栅单元、第二双槽型光栅单元以及第三双槽型光栅单元的排列是呈阶梯状依次递减排列的。该阶梯状排列的三个双槽型光栅单元能够引起局部场增强，提高太赫兹波检测气体压强的灵敏度。

在本发明提供的管状波导光栅传感器中，还可以具有这样的特征：其中，密封件为聚四氟乙烯片。该聚四氟乙烯片能够密封住管状波导，保证气体不外漏。