【技术实现步骤摘要】
本专利技术实施例涉及光学传感，尤其涉及一种基于光子晶体耦合结构的光学传感器及光学检测方法。
技术介绍
1、随着光学的继续发展，人们发现通过将天然材料摆成各种不同的微结构，可以对光传输特性进行灵活地调控。各种光子人工微结构被不断提出，并被广泛应用于新型的光学、光电子、光传感等器件的设计中。其中，基于微结构的光学传感器在临床诊断、环境监测、mems以及生物医学等诸多领域有着广泛的潜在应用，且具有抗电磁干扰、多路检测、远程传感等优点。
2、现有技术中光学气体传感器是基于表面等离子体共振(surface plasmonresonance,spr)原理进行气体测量，spr是基于表面等离子波(surface plasmon wave,spw)的一种物理光学效应，通常产生于金属层和介电层之间，当入射光的波矢与spw的波矢相匹配时，引发了金属薄膜内自由电子产生共振，但是spw是由金属的性质决定不能任意调节，并且由于金属的性质会产生大量的吸收损耗，这也限制了spr传感器性能的进一步改进。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种基于光子晶体耦合结构的光学传感器及光学检测方法，减小标记检测对待测溶液的影响，提高传感灵敏度和品质因子。
2、第一方面，本专利技术实施例提供一种基于光子晶体耦合结构的光学传感器，包括：依次层叠的缓冲层、周期性光子晶体结构和棱镜单元；所述缓冲层与待测溶液接触；其中，所述周期性光子晶体结构为硒化锌层和锗层组成的交替排列的周期结构。
3、可选的，所述
4、可选的，所述硒化锌层的折射率为2.46，厚度为93nm。
5、可选的，所述锗层的折射率为4.3，厚度为163nm。
6、可选的，所述缓冲层为硫化锌层。
7、可选的，所述硫化锌层的折射率为2.28，厚度为615nm。
8、可选的，所述棱镜单元为石英玻璃棱镜，所述石英玻璃棱镜的折射率为1.445。
9、第二方面，本专利技术实施例提供一种光学检测方法，由基于光子晶体耦合结构的光学传感器测量，所述光学传感器包括：依次层叠的缓冲层、周期性光子晶体结构和棱镜单元；
10、所述方法包括：
11、将探测光以预设入射角从所述棱镜单元射入；
12、测量所述棱镜单元的反射信号光，并根据所述反射信号光的变化分析所述待测溶液的传感参量。
13、可选的，所述预设入射角为67.5deg。
14、可选的，所述探测光的波长范围为1485nm-1500nm。
15、本专利技术实施例通过依次层叠的缓冲层、周期性光子晶体结构和棱镜单元，利用周期性光子晶体结构激发布洛赫表面波，在反射的光谱中表现为一尖锐的共振峰。缓冲层一侧放置不同浓度的待测溶液，可以实现对其进行高灵敏检测分析。不同种溶液或者不同浓度的同种溶液折射率均有轻微差别，因布洛赫表面波的强局域性，待测溶液折射率的轻微变化将引起反射谱共振峰的共振位置发生较大偏移。因此，通过探究探测光与反射信号光的光谱之间的关系，即，反射的光谱中的尖锐共振峰对待测溶液作出的响应，通过检测共振峰位置的偏移量来实现对待测溶液的无标记检测，从而避免标记检测对待测溶液带来的影响，提高传感灵敏度和品质因子。
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1.一种基于光子晶体耦合结构的光学传感器，其特征在于，包括：依次层叠的缓冲层、周期性光子晶体结构和棱镜单元；所述缓冲层与待测溶液接触；其中，所述周期性光子晶体结构为硒化锌层和锗层组成的交替排列的周期结构。
2.根据权利要求1所述的基于光子晶体耦合结构的光学传感器，其特征在于，所述周期性光子晶体结构中所述周期结构的周期数为6。
3.根据权利要求1所述的基于光子晶体耦合结构的光学传感器，其特征在于，所述硒化锌层的折射率为2.46，厚度为93nm。
4.根据权利要求1所述的基于光子晶体耦合结构的光学传感器，其特征在于，所述锗层的折射率为4.3，厚度为163nm。
5.根据权利要求1所述的基于光子晶体耦合结构的光学传感器，其特征在于，所述缓冲层为硫化锌层。
6.根据权利要求5所述的基于光子晶体耦合结构的光学传感器，其特征在于，所述硫化锌层的折射率为2.28，厚度为615nm。
7.根据权利要求1所述的基于光子晶体耦合结构的光学传感器，其特征在于，所述棱镜单元为石英玻璃棱镜，所述石英玻璃棱镜的折射率为1.445。>
8.一种光学检测方法，由基于光子晶体耦合结构的光学传感器测量，其特征在于，所述光学传感器包括：依次层叠的缓冲层、周期性光子晶体结构和棱镜单元；
9.根据权利要求8所述的光学检测方法，其特征在于，所述预设入射角为67.5deg。
10.根据权利要求8所述的光学检测方法，其特征在于，所述探测光的波长范围为1485nm-1500nm。
...【技术特征摘要】
1.一种基于光子晶体耦合结构的光学传感器，其特征在于，包括：依次层叠的缓冲层、周期性光子晶体结构和棱镜单元；所述缓冲层与待测溶液接触；其中，所述周期性光子晶体结构为硒化锌层和锗层组成的交替排列的周期结构。
2.根据权利要求1所述的基于光子晶体耦合结构的光学传感器，其特征在于，所述周期性光子晶体结构中所述周期结构的周期数为6。
3.根据权利要求1所述的基于光子晶体耦合结构的光学传感器，其特征在于，所述硒化锌层的折射率为2.46，厚度为93nm。
4.根据权利要求1所述的基于光子晶体耦合结构的光学传感器，其特征在于，所述锗层的折射率为4.3，厚度为163nm。
5.根据权利要求1所述的基于光子晶体耦合结构的光学传感器，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：全雪，费跃，葛斌，王焕焕，陈思奇，范文轩，刘子仪，蔡金东，
申请(专利权)人：常州元晶摩尔微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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