垂直耦合芯片式拉曼光谱仪制造技术

本发明专利技术提供一种垂直耦合芯片式拉曼光谱仪，包括：由外向内依次嵌套的多个拉曼光谱仪单元形成的拉曼光谱仪芯片和图像传感器芯片封装在一起的封装体，以及与封装体机械连接的复合抛物面聚光镜及透镜；拉曼光谱仪单元包括耦入光栅，与耦入光栅的一端依次连接的第一楔形波导、第一直波导、第二楔形波导及第一平面反射光栅，与耦入光栅的另一端依次连接的第三楔形波导、弯曲波导、第二直波导、第四楔形波导及第二平面反射光栅。通过使用耦入光栅将信号光分为TE及TM偏振光，提高光的收集效率；另外，通过对平面反射光栅进行参数的不同设计，再结合图像传感器芯片的翻转变换处理可根据实际需要选择性地测量光谱波段，避免数据冗余同时还提高信噪比。还提高信噪比。还提高信噪比。

【技术实现步骤摘要】
垂直耦合芯片式拉曼光谱仪


[0001]本专利技术涉及拉曼光谱探测领域，特别是涉及一种垂直耦合芯片式拉曼光谱仪。

技术介绍

[0002]拉曼散射是一种非弹性散射，它是由光照射在物质上时，光子由于物质分子的振动而受到相互作用，产生与激发光本身频率不同的散射，因此不同分子，甚至不同化学键之间都有着不同的拉曼峰位，且拉曼光谱具有非破坏性、非侵入性、不用进行样品加工，信息丰富、分析效率高等特点，因此已被广泛应用于生物、化学、医疗、食品安全、航天航空、环境保护等领域。
[0003]然而，拉曼散射本身的发光强度非常弱，常规拉曼信号的强度只有入射光强度的10
‑6～10
‑
12
，要探测拉曼信号十分困难，因此如何使仪器尽可能多地接收拉曼信号，始终是拉曼光谱检测仪器的一项设计重点。目前成熟的拉曼光谱仪设计，受限于器件结构所允许的最大光通量限制，难以在保持高光谱分辨率的前提下接收到足够多的信号，这就对后续的拉曼信号提取在数据处理和拟合算法方面提出了更高的要求。
[0004]芯片式拉曼光谱仪具有很小的体积，能够实现光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种垂直耦合芯片式拉曼光谱仪，其特征在于，所述拉曼光谱仪包括：拉曼光谱仪芯片和图像传感器芯片封装在一起的封装体，以及与所述封装体机械连接的复合抛物面聚光镜及透镜；所述拉曼光谱仪芯片包括多个并排设置的拉曼光谱仪单元，多个所述拉曼光谱仪单元由外向内依次嵌套；每个所述拉曼光谱仪单元包括耦入光栅，与所述耦入光栅的一端依次连接的第一楔形波导、第一直波导、第二楔形波导及第一平面反射光栅，与所述耦入光栅的另一端依次连接的第三楔形波导、弯曲波导、第二直波导、第四楔形波导及第二平面反射光栅；所述耦入光栅实现输入光的芯片耦入并将所述输入光分为沿所述耦入光栅两端传输的TE偏振光及TM偏振光；经所述弯曲波导后，所述TE偏振光与所述TM偏振光的传播方向一致；所述复合抛物面聚光镜设置于所述拉曼光谱仪芯片的正上方，并通过所述透镜的聚焦将所述输入光耦入多个所述拉曼光谱仪单元的所述耦入光栅中；所述图像传感器芯片设置于所述第一平面反射光栅及所述第二平面反射光栅的出光端，以接收其出射的衍射光。2.根据权利要求1所述的垂直耦合芯片式拉曼光谱仪，其特征在于：多个所述耦入光栅在所述拉曼光谱仪芯片上排布形状的整体轮廓与所述复合抛物面聚光镜发射的光斑形状匹配。3.根据权利要求2所述的垂直耦合芯片式拉...

【专利技术属性】
技术研发人员：张哲炜，陈昌，
申请(专利权)人：上海近观科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：