[发明专利]片上拉曼检测系统

权利要求书

1.一种片上拉曼检测系统，其特征在于：包括：激励光源、拉曼传感单元、滤波单元、光谱采集单元和探测器；

所述激励光源用于产生激励光并通过耦合光栅、第一波导和第一波导转换器将激励光传入拉曼传感单元；

所述拉曼传感单元用于增强局域电场和拉曼信号，所述拉曼传感单元包括槽型波导和设置于槽型波导横截面的金属光栅，所述槽型波导的输入端与所述波导转换器的输出端连接，所述槽型波导的输出端与第二波导转换器的输入端连接，第二波导转换器的输出端与第二波导输入端连接；

所述滤波单元用于滤除接收的光波的激励光波和瑞利散射光波，所述滤波单元的输入端与第二波导的输出端连接，所述滤波单元的输出端与Y型波导的主管连接；

所述光谱采集单元用于采集拉曼光信号，所述光谱采集单元包括第一MZI、第二MZI和第三波导，所述第一MZI的输入端与Y型波导的第一支管的输出端连接，第二MZI的输入端与Y型波导的第二支管的输出端连接，第一MZI和第二MZI输出的光波矢量叠加在第三波导上，第三波导上设置有使其内传播的光信号散射的散射组件；

所述探测器用于探测从第三波导中散射的拉曼信号光并转换成电信号供输出处理；

其中，所述激励光源、拉曼传感单元、滤波单元、光谱采集单元和探测器均集成在硅片上。

2.根据权利要求1所述片上拉曼检测系统，其特征在于：所述第一MZI和第二MZI以二者输出的光信号以光程差零点值为中心对称分布于第三波导的两端，所述第一MZI输出的光信号和第二MZI输出的光信号均包括静态条纹光信号和动态条纹光信号。

3.根据权利要求2所述片上拉曼检测系统，其特征在于：所述第一MZI的上臂和第二MZI的上臂均可调节。

4.根据权利要求1所述片上拉曼检测系统，其特征在于：所述第三波导上的组件包括若干设置于第三波导上的金属纳米线。

5.根据权利要求4所述片上拉曼检测系统，其特征在于：所述第三波导上的组件包括若干设置于第三波导上的纳米凹槽。

6.根据权利要求5所述片上拉曼检测系统，其特征在于：所述第三波导为直波导。

7.根据权利要求6所述片上拉曼检测系统，其特征在于：所述金属纳米线或纳米凹槽设置于以光程差零点值为中心的第三波导的两侧壁。

8.根据权利要求7所述片上拉曼检测系统，其特征在于：设置于以光程差零点值为中心的第三波导的两侧壁的金属纳米线或纳米凹槽的数量相等，且两侧的金属纳米线或纳米凹槽两两间的间距不相等。

9.根据权利要求1所述片上拉曼检测系统，其特征在于：所述激励光源为片上激光器。