【技术实现步骤摘要】
一种基于硅基光电探测器的生化传感系统
本专利技术涉及一种基于硅基光电探测器的生化传感系统，属于半导体光信号传输
技术介绍
目前，生化传感系统主要采用光学表面等离子体共振技术，该技术采用耦合的方式利用入射光在介质表面激发等离子波实现生化分子信息传感。基于这种工作原理制备的传感系统具有灵敏度高、响应快、无需标记等优势，但现在的工艺水平，这种方法制备的仪器构造相对复杂，成本较高，不便携带。基于光元件有效折射率变化的光学生化系统，对有效折射率变化的灵敏度高，器件尺寸小，响应快，可以与传统的表面等离子共振技术相媲美，且该器件便于携带，容易操作，在实际应用上有独特的优势，然而，该系统也面临着关键问题即需要测量有效折射率变化后光元件传输的波长，在目前的应用中，通常使用光谱仪扫描波长的方法，该方法虽然简单，但光谱仪十分昂贵，会增加该系统制备成本，严重阻碍其广泛应用。而硅基光电探测器是基于硅光子波导的器件，能够反映光波强度，通过增加含调谐系统的示踪元件，就能测量出变化后的波长，代替光谱仪。近年来，硅光子光电集成波导器件持续发展，其工艺与CMOS器件工艺兼容，能与现有的集成...
【技术保护点】
1.一种基于硅基光电探测器的生化传感系统，其特征在于：包括光源（100）、从下至上的SOI晶片的衬底（18）、SOI晶片的埋氧层（17）、硅层和SiO2上包层（16），所述硅层包括输入波导（101）、传感元件（110）、传输波导（102）、示踪元件（120）、输出波导（103）以及探测器（130），光源（100）输出端通过输入波导（101）与传感元件（110）输入端相连，传感元件（110）输出端通过传输波导（102）与示踪元件（120）输入端相连，示踪元件（120）输出端通过输出波导（103）与探测器（130）相连，输入波导（101）、传感元件（110）、传输波导（102）...
【技术特征摘要】
1.一种基于硅基光电探测器的生化传感系统，其特征在于：包括光源（100）、从下至上的SOI晶片的衬底（18）、SOI晶片的埋氧层（17）、硅层和SiO2上包层（16），所述硅层包括输入波导（101）、传感元件（110）、传输波导（102）、示踪元件（120）、输出波导（103）以及探测器（130），光源（100）输出端通过输入波导（101）与传感元件（110）输入端相连，传感元件（110）输出端通过传输波导（102）与示踪元件（120）输入端相连，示踪元件（120）输出端通过输出波导（103）与探测器（130）相连，输入波导（101）、传感元件（110）、传输波导（102）、示踪元件（120）、输出波导（103）以及探测器（130）外层设有SiO2上包层（16）。2.根据权利要求1所述的基于硅基光电探测器的生化传感系统，其特征在于：所述输入波导（101）、传输波导（102）和输出波导（103）其横截面为条形或脊型结构。3.根据权利要求1所述的基于硅基光电探测器的生化传感系统，其特征在于：所述传感元件（110）包括2×2MMI耦合器Ⅰ（1）、2×2MMI耦合器Ⅱ（2）两个2×2MMI耦合器和无上包层布拉格波导光栅Ⅰ（3）、无上包层布拉格波导光栅Ⅱ（4）两个无上包层布拉格波导光栅，2×2MMI耦合器Ⅰ（1）输出端上端口通过无上包层布拉格波导光栅Ⅰ（3）连接2×2MMI耦合器Ⅱ（2）输入端上端口，2×2MMI耦合器Ⅰ（1）输出端下端口通过无上包层布拉格波导光栅Ⅱ（4）连接2×2MMI耦合器Ⅱ（2）输入端下端口。4.根据权利要求3所述的基于硅基光电探测器的生化传感系统，其特征在于：所述示踪元件（120）包括2×2MMI耦合器Ⅲ（5）、2×2MMI耦合器Ⅳ（6）两个2×2MMI耦合器，布拉格波导光栅Ⅰ（7）、布拉格波导光栅Ⅱ（8）两个布拉格波导光栅，以及调谐系统（9）；2×2MMI耦合器Ⅲ（5）输出端上端口通过布拉格波导光栅Ⅰ（7）连接2×2MMI耦合器Ⅳ（6）输出端上端口，2×2MMI耦合器Ⅲ（5）输出端下端口通过布拉格波导光栅Ⅱ（8）连接2×2MMI耦合器Ⅳ（6）输出端下端口，布拉格波导光栅Ⅰ（7）、布拉格波导光栅Ⅱ（8）上设有可调节电流或电压的调谐系统（9）；示踪元件（120）中的2×2MMI耦合器Ⅰ（1）、2×2MMI耦合器Ⅱ（2）与传感元件（110）中2×2MMI耦合器Ⅲ（5）、2×2MMI耦合器Ⅳ（6）结构相同，2×2MMI耦合器横截面为条形或脊型，示踪元件（120）中的布拉格波导光栅Ⅰ（7）、布拉格波导光栅Ⅱ（8）和传感元件（110）...
【专利技术属性】
技术研发人员：方青，陈晓铃，胡娟，顾苗苗，张志群，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53
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