[实用新型]一种基于ALD镀膜的高灵敏度光波导传感器

说明书

本实用新型涉及一种光波导传感器，包括传感器本体，所述传感器本体包括依次设置的输入单模光波导、多模光波导和输出单模光波导，所述输入单模光波导和多模光波导之间、所述多模光波导和输出单模光波导之间分别无缝连接，所述多模光波导包括芯层、形成在所述芯层的相对二个侧面上的敏感层及形成所述芯层的其他侧面上的包层。本实用新型的光波导传感器采用输入单模光波导‑多模光波导‑输出单模光波导传感结构，并在多模芯层的侧面设置一层敏感层，大大提高此类传感器的灵敏度。

技术领域

本实用新型属于光波导传感领域，具体涉及一种基于ALD镀膜的高灵敏度光波导传感器。

背景技术

目前，宽带通信、大数据中心及超级计算机表现出对高速带宽增长的迫切需求，然而传统PCB (Printed Circuit Board)的电互连技术在带宽如108Gbps以上则显示出难以克服的瓶颈。近年来，在常规PCB上制备一层光波导用于信息互连的光背板 (OPCBs，Optical Printed Circuit Boards) 互连技术得到了快速发展，因其具有高带宽、低能耗、无电磁干扰、低成本等诸多优势，极有可能成为未来高端通信设备信息互连的主流技术。随着光背板技术的不断发展，集传输、收发、传感、复用/解复用于一体的集成光波导技术是未来的发展趋势。

目前，基于板上光波导的传感技术主要有微环光波导传感技术、波导光栅传感技术、等离子共振光波导传感技术，但这些光波导传感技术大多是基于单模的，而对于多模光波导的传感技术则鲜有报道。而对于多模结构的光纤来说，单模光纤-多模光纤-单模光纤（SMS）传感结构是近年来的研究热点，它主要基于光信号在多模光纤传输过程中产生的多模式的干涉效应，以此感应外界温度、应力、位移和折射率等物理量的变化特性，引起干涉峰的波长漂移。如中国专利CN104713660A公开的一种光纤传感器，包括单模-无芯-单模光纤结构，单模-无芯-单模光纤结构由输入光纤和输出光纤、以及两者之间设置的无芯光纤组成，无芯光纤与输入光纤、输出光纤的连接处均为无偏心熔接，无芯光纤采用的多模光波导或去掉包层的普通多模光纤。然而该光纤传感器采用的仅是光纤结构，灵敏度还有所欠缺。并且，此类光纤传感器可靠性较差，容易受外界环境多参量如应力、温度、气体等的影响，所以对外界环境单参量测量时，很难摈除其他参量的影响。而且，此类光纤传感器与板间功能器件集成也比较困难，难以适用。

发明内容

为了解决现有技术的不足问题，本实用新型提供一种高灵敏度光波导传感器。

为解决以上技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种光波导传感器，包括传感器本体，所述传感器本体包括依次设置的输入单模光波导、多模光波导和输出单模光波导，所述输入单模光波导和多模光波导之间、所述多模光波导和输出单模光波导之间分别无缝连接，所述多模光波导包括芯层、形成在所述芯层的相对二个侧面上的敏感层及形成所述芯层的其他侧面上的包层。

在进一步地实施方式中，所述敏感层采用ALD镀膜技术形成。

在进一步地实施方式中，所述敏感层的厚度为0.1μm-1μm。

在进一步地实施方式中，所述多模光波导芯层的高度、宽度相同或不同，其大小范围为9μm-50μm。

在进一步地实施方式中，所述多模光波导的长度为1cm-2cm。

在进一步地实施方式中，所述输入单模光波导包括芯层及形成在所述芯层外表面上的包层，所述输出单模光波导包括芯层及形成在所述芯层外表面上的包层，所述多模光波导芯层与输入单模光波导芯层、输出单模光波导芯层在连接处分别为无偏心连接。

在进一步地实施方式中，所述输入单模光波导芯层的高度、宽度相同或不同，其大小范围为1μm ~9μm ；所述输出单模光波导芯层的高度、宽度相同或不同，其大小范围为1μm~9μm。

在进一步地实施方式中，所述输入单模光波导、输出单模光波导的长度分别为1cm。