[发明专利]包括集成片上光波导的光热气体检测器

权利要求书

1.一种装置，包括：

集成波导结构；

第一光源，其能够操作以产生具有第一波长的探测束，其中所述探测束耦合到所述集成波导结构的第一端中；

第二光源，其能够操作以产生具有第二波长的激发束，以激发紧靠所述探测束的路径的气体分子；和

光检测器，其耦合到所述集成波导结构的第二端，并且能够操作以在所述探测束穿过所述集成波导结构之后检测所述探测束，

其中所述装置能够操作以使得所述气体分子的激发导致所述气体分子的温度升高，所述温度升高引起能够由所述光检测器测量的所述探测束中的变化。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述集成波导结构包括条形波导或肋形波导。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的装置，其中所述集成波导结构包括在其处所述激发束的路径与所述探测束的路径相交的温度敏感部分，其中所述温度敏感部分的温度变化引起能够由所述光检测器测量的所述探测束中的变化。

4.根据权利要求1-2中任一项所述的装置，其中所述激发束的路径与所述探测束的路径相交。

5.其中权利要求1的装置具有电子或光学反馈系统来控制或调整所述激发束。

6.根据权利要求1-2中任一项所述的装置，其被布置成使得所述激发束的路径紧随所述探测束通过所述集成波导结构的路径。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述激发束的路径穿过所述集成波导结构的一部分。

8.根据权利要求1-2中任一项所述的装置，其中在所述探测束的自由空间传播期间，所述激发束的路径与所述探测束的路径相交。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述集成波导结构包括法布里-珀罗干涉仪。

10.根据权利要求1所述的装置，其中所述集成波导结构包括光子晶体。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述集成波导结构包括马赫曾德尔干涉仪。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述集成波导结构具有参考臂和探测臂。

13.根据权利要求12所述的装置，在其上设置有所述集成波导结构的基板中具有至少一个开口，所述至少一个开口使得气体能够在所述激发束与所述探测束相交的位置处流动。

14.根据权利要求13所述的装置，其中在所述基板中具有多个开口，其中所述装置能够操作以使得所述探测束的测量部分行进通过所述开口中的第一个，并且所述探测束的参考部分行进通过所述开口中的第二个。

15.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二光源能够在脉冲模式下操作。

16.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二光源能够在连续模式下操作。

17.根据权利要求1所述的装置，还包括光学元件，所述光学元件能够操作以将所述激发束导向所述激发束和所述探测束相交的区域。

18.根据权利要求1所述的装置，还包括光导，以将来自所述第二光源的所述激发束引导至光栅耦合器，其中所述光栅耦合器能够操作以将所述激发束导向所述激发束和所述探测束相交的区域。

19.根据权利要求1-18中任一项所述的装置，其中所述激发束的波长不同于所述探测束的波长。

20.一种方法，包括：

产生具有第一波长的探测束；

将所述探测束耦合到集成波导结构的第一端中；

产生具有第二波长的激发束，以激发紧靠所述探测束的路径的气体分子，其中所述气体分子的激发导致所述气体分子的温度升高，所述温度升高引起所述探测束中的变化；和

由耦合到所述集成波导结构的第二端的光检测器测量所述探测束中的所述变化。