单片集成中红外多波长原位光谱检测器件及其制备方法技术

技术编号:41655187 阅读:22 留言:0更新日期:2024-06-14 15:18
一种单片集成中红外多波长原位光谱检测器件及其制备方法,包括:量子级联激光器增益区,用于形成中红外光源,其中中红外光源为包括在N个波长处具有高边模抑制比的激光,且每种波长对应一种待测物的特征吸收峰;阵列波导光栅无源波导区,用于将中红外光源的N种波长进行分离,以得到N束分光;被测物质吸收区,包含N个介电负载表面等离子波导,两端分别与阵列波导光栅无源波导区对应输出波导和对应后续探测器相连接;以及量子级联探测器响应区,经被测物质吸收区的光入射到量子级联探测器中,反映出其入射波长对应的被测物有无或浓度变化的信息,可被测物的检测结果,其中,N为大于1的整数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及中红外半导体光电器件技术和激光光谱仪,更具体地涉及一种单片集成中红外多波长原位光谱检测器件及其制备方法


技术介绍

1、中红外波段中分布着大量物质的分子吸收谱线,而且每种分子对应一种特定的谱线,因此被人们称为分子的指纹波段。中远红外波段的光谱研究在大气检测、爆炸物质泄露监测、医疗诊断等方面有着巨大的发展前景。量子级联激光器(quantumcascadelasers,qcl)是基于子带间跃迁的异质性激光器,是首种室温工作的中红外半导体光源,具有体积小、功耗低等优势;量子级联探测器(quantumcascadedetectors,qcd)是中红外波段一种低电流噪声、零偏置器件,两种器件均在光谱传感领域具有重要作用。

2、高精度的气体、液体检测提出了高单模性的需求,实际情况中,因为需要探测多种物质,常需携带多个激光器和外腔激光器或将者不同波长激光器组成单片集成阵列来拓宽光谱覆盖范围,这种利用多个激光器检测的方法不利于设备的可便携性和物质检测的灵敏性,并且设备的功耗较大。


技术实现思路>

1、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种单片集成中红外多波长原位光谱检测器件,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,还包括:

3.根据权利要求1或2所述的器件,其特征在于,所述量子级联激光器增益区(1)、过渡区(2)和量子级联探测器响应区(5)从所述器件的底部一端起依次叠设有:

4.根据权利要求1或3所述的器件,其特征在于,所述量子级联激光器增益区(1)还包括:布拉格掩埋光栅(13),制备在所述量子级联激光器增益区(1)的上限制层(19)中,N种周期的布拉格光栅用以形成在N个波长处具有高边模抑制比的中红外光源,其中,对应不同N个波长的布拉格光栅为叠加光栅或为沿...

【技术特征摘要】

1.一种单片集成中红外多波长原位光谱检测器件,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的器件,其特征在于,还包括:

3.根据权利要求1或2所述的器件,其特征在于,所述量子级联激光器增益区(1)、过渡区(2)和量子级联探测器响应区(5)从所述器件的底部一端起依次叠设有:

4.根据权利要求1或3所述的器件,其特征在于,所述量子级联激光器增益区(1)还包括:布拉格掩埋光栅(13),制备在所述量子级联激光器增益区(1)的上限制层(19)中,n种周期的布拉格光栅用以形成在n个波长处具有高边模抑制比的中红外光源,其中,对应不同n个波长的布拉格光栅为叠加光栅或为沿腔长排列的n个单周期光栅。

5.根据权利要求2所述的器件,其特征在于,所述量子级联激光器增益区(1)的形状为脊形或...

【专利技术属性】
技术研发人员:鹿希雨刘俊岐唐菁刘舒曼张锦川翟慎强卓宁王利军刘峰奇
申请(专利权)人:中国科学院半导体研究所
类型:发明
国别省市:

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