[发明专利]一种基于渐变光学微腔的光谱定标结构及制备方法

说明书

本发明公开一种基于渐变光学微腔的光谱定标结构及制备方法，属于光学测试技术领域。所述基于渐变光学微腔的光谱定标结构包括衬底，所述衬底上依次设有下层DBR、中间腔层、上层DBR和顶部单元。只需将单色光源照射在不同单元上即可快速、精确的得到平滑准确的光谱曲线，从而确定光谱波长位置和光谱稳定性，校正波长偏移。相较于传统方法，显著提高了其便携性，可广泛应用于光源的高通量识别、食品安全检测和光谱仪定标过程中的波长定标等相关应用。

技术领域

本发明涉及光学测试技术领域，特别涉及一种基于渐变光学微腔的光谱定标结构及制备方法。

背景技术

光谱学广泛应用于环境监测、生物医学、遥感和空间探索等科学研究领域。17世纪牛顿证明棱镜可以将白光分解成不同组分的颜色并重新组合产生白光；18世纪早期Jospehvon Fraunhofer用衍射光栅代替棱镜作为分光器件，取得了重大进展。衍射光栅的使用提高了棱镜的光谱分辨率，并对分散的波长进行量化，这使光谱学成为一种更加精细和定量的科学技术。自迈克尔逊干涉仪问世以来，傅里叶变换光谱仪就成为了一种非常有用的研究工具，因为它可以再比棱镜或光栅光谱仪在更大的光谱范围内获得更高的光谱分辨率数据。从那时起，基于棱镜、光栅和迈克尔逊干涉仪的光谱学在化学、物理、天文学等领域发挥着重要作用。近几十年来，基于声光可调谐滤波器、集成光学滤波器、光子芯片和胶体量子点等多种新技术，已经开发出了各种用于微型光谱仪的新方法。

此外，波长测定对于光谱学收集正确的材料信息非常重要。利用棱镜、光栅等分光元器件，通过旋转光栅或者棱镜的狭缝来选择光的波长，这些狭缝由机械部件精确控制。因此，所选波长可以由色散分量的旋转角和位置来确定。但是由于磨损、振动等因素引起的机械部件的错位，会导致读出的波长可能会偏离其真实的波长，但是使用后很难被注意到。只有使用标准单色光和探测器等仪器对读出波长进行标定，才能准确地读出波长偏差。对于迈克尔逊干涉仪型的傅里叶变换光谱仪，其探测器在在整个测量过程中同时监测所有波长。动镜的许多离散位置对信号进行测量，生成干涉图，然后通过傅里叶变换将测量到的信号转换成实际的频谱，波长的精度由动镜的控制精度决定。所以确定光的确切波长也是有问题的。对于其他基于上述说所的新型光谱仪，波长的测定也是一个复杂个过程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于渐变光学微腔的光谱定标结构及制备方法，以解决传统光谱仪由于磨损，导致读出的波长与实际波长有一定的偏移的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于渐变光学微腔的光谱定标结构，包括衬底，

所述衬底上依次设有下层DBR、中间腔层、上层DBR和顶部单元。

可选的，所述下层DBR和所述上层DBR均包括若干交替设置的高折射率材料和低折射率材料；其中，

所述高折射率材料包括Ge、TiO₂、Nb₂O₅、HfO₂、Ta₂O₅和Si，所述低折射率材料包括SiO₂、ZnS、SiO、HfO₂和Al₂O₃。

可选的，所述基于渐变光学微腔的光谱定标结构的整体光学微腔膜系为(HL)^bnL(HL)^b；其中，