[发明专利]波导与光检测设备上的光学耦合结构的集成

权利要求书

1.一种装置，包括：

位于基板上方并且覆盖光检测设备的侧面的模制层，其中所述模制层包括与所述光检测设备的有效表面的第一边缘相邻的第一区域和与所述光检测设备的所述有效表面的第二边缘相邻的第二区域，其中所述第一区域、所述第二区域和所述光检测设备的所述有效表面形成邻接表面；

位于所述邻接表面与波导之间的波导集成层，其中所述波导集成层在所述波导集成层的顶表面的位于所述第一区域的所述顶表面上方和第二区域的顶表面上方的部分上包括光学耦合结构，其中所述光学耦合结构将来自光源的光波耦合到所述波导；

位于所述波导集成层上方的所述波导，其中所述波导利用来自所述波导集成层的所述光波来激发一个或多个纳米孔中的光敏材料；和

位于所述波导上方的纳米结构层，所述纳米结构层包括所述一个或多个纳米孔，其中所述一个或多个纳米孔在所述纳米结构层上的一个或多个位置上形成，其中所述一个或多个位置中的每个位置与所述光检测设备的所述有效表面上的位置共享竖直轴线。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一区域和所述第二区域不与所述光检测设备的所述有效表面重叠。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的装置，其中所述光学耦合结构包括光栅，所述光栅包括第一光栅和第二光栅。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述光学耦合结构的在所述波导集成层的顶表面的位于所述第一区域的所述顶表面上方的部分上方的一部分包括所述第一光栅，并且所述光学耦合结构的在所述波导集成层的顶表面的位于所述第二区域的所述顶表面上方的部分上方的一部分包括所述第二光栅，其中所述纳米孔的第一部分光学地耦合到所述第一光栅，其中所述纳米孔的第二部分光学地耦合到所述第二光栅，并且其中所述纳米孔的所述第一部分包括所述纳米孔的在所述第一光栅的预定义接近度内的一部分，并且所述纳米孔的所述第二部分包括所述纳米孔的在所述第二光栅的所述预定义接近度内的一部分。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述纳米孔的所述第一部分和所述纳米孔的所述第二部分包括所有的所述纳米孔，并且每个纳米孔位于所述第一部分或所述第二部分中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中所述波导集成层由选自由以下项组成的组的材料构成：具有低折射率的材料和具有高折射率的材料。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中所述纳米结构层包括具有低折射率的材料，所述装置还包括：

位于所述波导和所述纳米结构层之间的一个或多个低折射率层。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，还包括：

位于所述邻接表面上方和所述波导集成层下方的滤光器层，其中所述滤光器层阻止来自所述波导的光泄漏到所述光检测设备。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其中所述光检测设备包括互补金属氧化物半导体(CMOS)检测设备，并且其中所述装置是流通池的一部分。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，还包括：

位于所述邻接表面上方的顶层，其中所述顶层和所述有效表面共同形成位于所述纳米结构层上方的空间，所述空间限定流动通道。

11.根据权利要求10所述的装置，所述顶层还包括选自由以下项组成的组的特征：电气部件和物理结构。