[发明专利]基于微环谐振器的小尺寸片上温度传感器

权利要求书

1.基于微环谐振器的小尺寸片上温度传感器，包括片上温度传感器本体，其特征是，该片上温度传感器本体包括绝缘硅基底和设置在绝缘硅基底上的微环硅波导；微环硅波导由2条直硅波导（2-1）、1条圆形硅波导（2-2）和1条跑道形硅波导（2-3）组成；2条直硅波导（2-1）呈横向设置，且2条直硅波导（2-1）相互平行；圆形硅波导（2-2）位于2条直硅波导（2-1）之间，且靠近上方的直硅波导（2-1）；跑道形硅波导（2-3）位于2条直硅波导（2-1）之间，且靠近下方的直硅波导（2-1）；跑道形硅波导（2-3）呈横向设置，即跑道形硅波导（2-3）的半圆跑道部分位于左右两侧，跑道形硅波导（2-3）的直线跑道部分位于上下两侧；跑道形硅波导（2-3）的上下两侧直线跑道部分与直硅波导（2-1）平行；圆形硅波导（2-2）的圆心与跑道形硅波导（2-3）的左侧的半圆跑道部分的圆心的连线与2条直硅波导（2-1）垂直；上方的直硅波导（2-1）与圆形硅波导（2-2）之间的间隙形成第一耦合区a，圆形硅波导（2-2）与跑道形硅波导（2-3）之间的间隙形成第二耦合区b，跑道形硅波导（2-3）与下方的直硅波导（2-1）之间的间隙形成第三耦合区c；上方的直硅波导（2-1）的左端形成片上温度传感器本体的光波输入端，上方的直硅波导（2-1）的右端和下方的直硅波导（2-1）的左端悬置，下方的直硅波导（2-1）的右端形成片上温度传感器本体的光波输出端。

2.根据权利要求1所述的基于微环谐振器的小尺寸片上温度传感器，其特征是，绝缘硅基底由下层的硅基底（1-1）和上层的二氧化硅基底（1-2）叠加而成。

3.根据权利要求1所述的基于微环谐振器的小尺寸片上温度传感器，其特征是，2条直硅波导（2-1）、1条圆形硅波导（2-2）和1条跑道形硅波导（2-3）的线宽相同，且高度相等。

4.根据权利要求1所述的基于微环谐振器的小尺寸片上温度传感器，其特征是，圆环硅波导必须满足的谐振方程为：

2πR₁n_eff=m₁λ

式中，R₁为圆环硅波导的半径；n_eff为波导有效折射率；m₁为设定的圆环硅波的谐振级数；λ为光波波长。

5.根据权利要求1所述的基于微环谐振器的小尺寸片上温度传感器，其特征是，跑道形硅波导（2-3）必须满足的谐振方程为：

(2πR₂+2d)n_eff=m₂λ

式中，R₂为跑道形硅波导（2-3）中半圆跑道部分的半径，d为跑道形硅波导（2-3）中一条直跑道部分的长度；n_eff为波导有效折射率；m₂为设定的跑道形硅波导（2-3）的谐振级数；λ为光波波长。

6.根据权利要求1所述的基于微环谐振器的小尺寸片上温度传感器，其特征是，跑道形硅波导（2-3）左右两侧的半圆跑道部分的半径与圆形硅波导（2-2）的半径相同。