[发明专利]一种基于波导结构的温度传感器

说明书

本发明涉及一种基于波导结构的温度传感器，包括衬底、由贵金属‑介质‑贵金属构成的波导、谐振腔、热膨胀部、贵金属层构成，波导、谐振腔、热膨胀部、贵金属层位于衬底上，谐振腔为空腔，谐振腔外侧为贵金属材料，谐振腔位于波导一侧，并且与波导分离，热膨胀部位于谐振腔内，贵金属层包覆在热膨胀部外侧，形成了环形谐振腔，环形谐振腔的两侧为贵金属材料。当温度发生变化时，谐振腔的有效折射率发生变化，谐振腔的共振波长发生变化。通过探测共振波长的变化，实现对温度的探测。由于温度的改变导致了谐振腔宽度的变化，所以该发明具有灵敏度高等优点。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种基于波导结构的温度传感器。

背景技术

基于波导结构的温度传感器由于尺寸小、相应速度快、抗电磁干扰等优点被广泛关注。基于波导结构的温度传感器主要是基于光纤布拉格光栅、长周期光纤、法布里波罗干涉仪等原理。基于温度改变谐振腔原理的温度传感器具有谐振波长可调等优点。但是传统方案均是基于温度改变谐振腔长度的，从而改变谐振波长的，探测灵敏度较低。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种基于波导结构的温度传感器，该温度传感器包括衬底、由贵金属-介质-贵金属构成的波导、谐振腔、热膨胀部、贵金属层构成，波导、谐振腔、热膨胀部、贵金属层位于衬底上，谐振腔为空腔，谐振腔外侧为贵金属层，谐振腔位于波导一侧，并且与波导分离，热膨胀部位于谐振腔内，贵金属层包覆在热膨胀部外侧。

所述谐振腔为圆形，所述贵金属层由金材料制成。

所述热膨胀部为有机玻璃材料制成。

所述热膨胀部为圆形。

所述热膨胀部的外侧具有突出部。

所述热膨胀部内设有缝隙，缝隙两侧为贵金属材料。

所述缝隙具有两条，且两缝隙均沿直径方向，两缝隙相互垂直。

所述缝隙有多条，缝隙均沿半径方向，缝隙的长度小于半径。

所述缝隙为楔形，距离热膨胀部中心一端窄，远离热膨胀部中心一端宽。

本发明的有益效果：本发明提供一种基于波导结构的温度传感器，在谐振腔中设置热膨胀部，热膨胀部外侧设置贵金属层。当温度增加时，热膨胀部发生膨胀，使得圆环形谐振腔的厚度减小，圆环谐振腔的有效折射率发生变化，从而使得圆环谐振腔的共振波长发生变化，进而判断温度变化。因为热膨胀部的膨胀改变了圆环谐振腔的宽度，对有效折射率的影响大，所以该传感器具有灵敏度高的优点。另外，在热膨胀部中设置缝隙，缝隙中能够通过表面等离激元，所以表面等离激元在谐振腔中形成不同模式的耦合，形成对温度更敏感的共振模式，有助于进一步提高探测灵敏度。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是基于波导结构的温度传感器示意图一。

图2是基于波导结构的温度传感器示意图二。

图中：1、波导；2、谐振腔；3、热膨胀部； 4、贵金属层；5、缝隙。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1