[发明专利]一种基于硅基中红外亚波长光栅波导的气体传感器在审
| 申请号： | 201910230224.4 | 申请日： | 2019-03-26 |
| 公开（公告）号： | CN109839365A | 公开（公告）日： | 2019-06-04 |
| 发明（设计）人： | 曹馨艺;金尚忠;王赟;陈智慧;侯彬 | 申请（专利权）人： | 中国计量大学 |
| 主分类号： | G01N21/41 | 分类号： | G01N21/41;G01N21/3504 |
| 代理公司： | 暂无信息 | 代理人： | 暂无信息 |
| 地址： | 310018 浙江省*** | 国省代码： | 浙江;33 |
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| 摘要： | 本发明公开了一种基于硅基中红外亚波长光栅波导结构的传感器系统包括：激光光源、棱镜耦合、气体流动池、硅基中红外亚波长光栅波导、探测器、计算机。基本原理是激光光源产生的光和气体之间的相互作用影响传感器中波导模式的折射率分布，进而影响传感器输出透射谱中谐振峰的变化，根据谐振峰变化实现对气体种类及浓度检测。所述硅基亚波长光栅波导是将绝缘体上硅材料顶层Si刻蚀后形成亚波长光栅(SWG)波导，在波导两侧开孔将波导下方的绝缘层SiO2中间部分掏空后形成以空气为下包层的悬浮波导结构。本发明提供了一种无需荧光标记、高灵敏度的气体传感器，特别是对于CO2、CH4等在中红外光谱区有光谱响应的气体，进行有效的监测。 | ||
| 搜索关键词： | 波导 亚波长光栅 硅基 气体传感器 影响传感器 波导结构 激光光源 谐振峰 绝缘层 绝缘体上硅材料 传感器系统 折射率分布 中红外光谱 波导模式 高灵敏度 光谱响应 棱镜耦合 浓度检测 气体流动 荧光标记 透射谱 下包层 探测器 顶层 开孔 刻蚀 掏空 悬浮 输出 计算机 监测 | ||
【主权项】：
1.一种硅基中红外亚波长光栅波导的气体传感器，其特征在于所述传感器系统包括激光光源、棱镜耦合、气体流动池、硅基中红外亚波长光栅波导、探测器、计算机组成：其中激光光源选用中红外激光光源；探测器选用蹄镉汞(MCT)红外探测器，气体流动池左右两侧分别为气体流出口、气体流入口，气体流动池与硅基中红外亚波长光栅波导相连接，棱镜耦合利用高折射率的棱镜，将入射光波与导模之间进行相位匹配。硅基中红外亚波长光栅波导基于绝缘体上硅(Silicon‑On‑Insulator，简称SOI)材料，对SOI顶层Si进行刻蚀得到亚波长光栅(Subwavelength Grating，简称SWG)波导；对SWG波导两侧开小孔的方式将波导正下方的绝缘层SiO2中间部分刻蚀后形成的具有SWG包层的悬浮波导。
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