The utility model discloses a SPR integrated sensor based on photonic technique, the substrate is arranged on the silicon substrate, the reference light emitting waveguide end connected with an export component, the other end is perpendicular to the chip end to the space launch, another outlet of the light splitting device connected with grating structure. The metal film is arranged above the grating structure, light source into the grating structure after the tilt into the metal film, the grating structure of the transmitter connected directional coupler, an output end of the directional coupler is connected with the photoelectric detector, light emitting waveguide the other path connected with the signal output of the signal light emitting waveguide end perpendicular to the end to the space launch chip. The utility model has the advantages of simple structure, integration mode is a strength detection and phase detection based on phase detection, the detection sensitivity is high, and the dynamic range of the intensity detection more, combining their advantages to achieve sensing with high sensitivity and high integration, reduce the cost of the system.
【技术实现步骤摘要】
一种基于集成光子技术的SPR传感器
本技术涉及一种基于表面等离子共振技术的传感器,尤其涉及的是一种基于集成光子技术的SPR传感器。
技术介绍
SPR是一种物理光现象,利用光在界面处发生全内发射时的消逝波,可以引发金属表面的自由电子产生表面等离子体在入射角或波长为某一适当值的条件下,表面等离子与消逝波的频率和波数相等,二者将发生共振,入射光被吸收,使反射光能量急剧下降,在发射谱上出现谐振峰(即反射强度最低值)。当紧靠在金属薄膜表面的介质折射率不同时,共振峰位置将不同,可以通过四种参数来表现,也就对应了四种方法用于检测介质的折射率,分别为强度法、角度法、波长法以及相位法。自Liedberg等人于1983年首次运用表面等离子激元共振(SurfacePlasmonResonance,SPR)技术进行抗原抗体相互作用分析,并逐步将此项技术引入生物传感领域以来,基于SPR的基础生命科学研究进行得如火如荼。经过近30年的发展,SPR技术已广泛应用于分子生物学、医学、环境科学等领域。基于SPR技术的生物传感器具有其他大分子相互作用检测技术所无法比拟的优点,如不需要对分子进行标记,能实时检测生物分子结合反应的全过程等,其发展非常迅速,已经成为一种成熟的检测生物大分子间相互作用的方法,并走在了传感器研究的前沿。但目前商用的SPR传感探测系统复杂,体积大而且价格昂贵,并且不利于实现单片阵列化探测。硅基光子学技术在过去十几年中快速发展,且与CMOS工艺兼容,适合大规模生产,将SPR技术与硅基光子学技术相结合,是解决目前商用SPR传感器遇到的瓶颈的一条重要途径。
技术实现思路
本技术的目的 ...
【技术保护点】
一种基于集成光子技术的SPR传感器,包括硅基底、衬底和上包层,其特征在于,还包括夹持于上包层和衬底之间的芯片,所述芯片包括分光器件、光栅结构、金属薄膜、定向耦合器、参考光发射波导、信号光发射波导和光电探测器,所述衬底设置于硅基底之上,所述参考光发射波导的一端连接分光器件的一个出口,另一端垂直于芯片端面向空间发射,所述分光器件的另一个出口连接光栅结构,所述金属薄膜设置于光栅结构之上,光源进入光栅结构后倾斜射入金属薄膜上,所述光栅结构的发射端连接定向耦合器,所述定向耦合器的输出端的一路连接光电探测器,另一路连接信号光发射波导,所述信号光发射波导的输出端垂直于芯片端面向空间发射。
【技术特征摘要】
1.一种基于集成光子技术的SPR传感器,包括硅基底、衬底和上包层,其特征在于,还包括夹持于上包层和衬底之间的芯片,所述芯片包括分光器件、光栅结构、金属薄膜、定向耦合器、参考光发射波导、信号光发射波导和光电探测器,所述衬底设置于硅基底之上,所述参考光发射波导的一端连接分光器件的一个出口,另一端垂直于芯片端面向空间发射,所述分光器件的另一个出口连接光栅结构,所述金属薄膜设置于光栅结构之上,光源进入光栅结构后倾斜射入金属薄膜上,所述光栅结构的发射端连接定向耦合器,所述定向耦合器的输出端的一路连接光电探测器,另一路连接信号光发射波导,所述信号光发射波导的输出端垂直于芯片端面向空间发射。2.根据权利要求1所述的一种基于集成光子技术的SPR传感器,其特征在于,所述分光器件为功分器,所述功分器的输入端输入光信号,功分器的输出端分为两路,一路连接到参考光发射波导,另一路连接到光栅结构。3.根据权利要求1所述的一种基于集成光子技术的SPR传感器,其特征在于,所述向空间发射...
【专利技术属性】
技术研发人员:金里,赵恒,周杰,郭进,方俏然,丁立,崔乃迪,冯俊波,
申请(专利权)人:中国电子科技集团公司第三十八研究所,
类型:新型
国别省市:安徽,34
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