一种高Q高FoM的金属介质辅助GMR的折射率传感芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种高Q高FoM的金属介质辅助GMR的折射率传感芯片，所述的折射率传感芯片分为四层结构，第一层为底层的透明介质基底，第二层为金属薄膜层，第三层介质光栅层，第四层为高折射率介质光栅层；其中，介质光栅层和高折射率介质光栅层为周期性光栅阵列，光栅周期同为p，光栅占空比同为q，厚度分别为t1和t2，其中t1<t2；通过调整芯片的结构参数，包括金属薄膜层厚度和高折射率介质光栅层的光栅参数及厚度，在Q值较低的GMR（Guided‑Mode Resonance）共振峰的基础上，衍生出一个高Q的共振峰；该高Q共振峰处伴随着相位突变，高Q共振峰具备偏振敏感性。基于本发明专利技术可实现高灵敏的折射率传感，对疾病诊断、药物研发、生物化学检测等领域具有发展性的意义。

【技术实现步骤摘要】
一种高Q高FoM的金属介质辅助GMR的折射率传感芯片
本专利技术属于光学传感领域，涉及一种高Q高FoM的金属介质辅助GMR的折射率传感芯片，可应用于生物检测及疾病诊断治疗等领域。
技术介绍
在生物检测领域，光学传感尤其是基于折射率的传感方法和器件由于不需要标记、灵敏度高等优点，受到众多研究者的关注。GMR(Guided-ModeResonance,导模共振)是指外部场与亚波长光栅波导的泄漏模之间产生耦合，发生共振的现象。可以将衍射光栅相当于周期调制的平面波导，当一个外部传播波和亚波长光栅波导所支持的导波模式满足波矢匹配时，会产生强耦合，耦合的能量再通过周期性光栅反射或透射出去，形成尖锐的反射或者透射共振峰。基于GMR的折射率传感器由于具有线宽小，Q值大等优点，受到广大研究者的关注，除此外GMR还被广泛应用于滤波器、光调制器、光开关等领域。MAGMR(MetalAssistantGuided-ModeResonance,金属辅助导模共振)是在GMR的基础上，在亚波长光栅底部增加一层有一定厚度的金属薄膜。当在GMR结构的波导通道下方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高Q高FoM的金属介质辅助GMR的折射率传感芯片，其特征在于，所述的折射率传感芯片分为四层结构，第一层为底层的透明介质基底（1），第二层为金属薄膜层（2），第三层介质光栅层（3），第四层为高折射率介质光栅层（4）；/n其中，介质光栅层（3）和高折射率介质光栅层（4）为周期性光栅阵列，光栅周期同为p，光栅占空比同为q，厚度分别为t1和t2，其中t1<t2；/n通过调整芯片的结构参数，包括金属薄膜层（2）厚度和高折射率介质光栅层（4）的光栅参数及厚度，在Q值较低的GMR（Guided-Mode Resonance）共振峰的基础上，衍生出一个高Q的共振峰；/n该高Q共振峰处伴随着相位突...

【技术特征摘要】
1.一种高Q高FoM的金属介质辅助GMR的折射率传感芯片，其特征在于，所述的折射率传感芯片分为四层结构，第一层为底层的透明介质基底（1），第二层为金属薄膜层（2），第三层介质光栅层（3），第四层为高折射率介质光栅层（4）；
其中，介质光栅层（3）和高折射率介质光栅层（4）为周期性光栅阵列，光栅周期同为p，光栅占空比同为q，厚度分别为t1和t2，其中t1<t2；
通过调整芯片的结构参数，包括金属薄膜层（2）厚度和高折射率介质光栅层（4）的光栅参数及厚度，在Q值较低的GMR（Guided-ModeResonance）共振峰的基础上，衍生出一个高Q的共振峰；
该高Q共振峰处伴随着相位突变，高Q共振峰具备偏振敏感性；
高Q共振峰的工作波长可通过调节芯片的结构参数来调节。


2.根据权利要求1所述的一种高Q高FoM的金属介质辅助GMR的折射率传感芯片，其特征在于，所述的透明介质基底（1）为折射率低于1.6的透明材料，包括玻璃、塑料。


3.根据权利要求1所述的一种高Q高FoM的金属介质辅助GMR的折射率传感芯片，其特征在于，所述的金属薄膜层（2）为具备金属损耗及金属高反特性的金属材料，包括Au、Ag、Al、Cu、Ti...

【专利技术属性】
技术研发人员：何赛灵，刘振超，郭庭彪，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33