超小型微腔气体传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种超小型微腔气体传感器，包括光源、光耦合模块、微腔模块和光谱探测器。所述光耦合模块包括全反射镜、起偏器、透镜和耦合光纤；所述微腔模块包括一维光子晶体纳米腔，该一维光子晶体纳米腔腔体上含有与腔体呈中心对称分布的渐变空气孔和反射镜区空气孔阵列；所述微腔结构的缺陷态和其高斯型光子阱与增益介质的完美匹配，使得该微腔具有高品质因子Q和低模式体积V，从而实现对气体折射率的高精度探测。本实用新型专利技术超小型微腔气体传感器检测灵敏度可达180纳米/单位折射率，其分辨率可达0.0001；且具有体积超小、低损耗的特点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种气体传感器，特别涉及一种基于宽度抛物线型和渐变孔径的一维光子晶体超小型微腔的气体传感器，属于气体传感器领域。
技术介绍
近年来，气体传感器在环境质量检测、工业生产过程和卫生安全等领域的应用越来越广泛。气体传感器作为检测气体参数的关键部件，其检测的原理主要是通过感知环境中某种气体，将与该种气体种类和浓度有关的信息转换成相关的物理参量，从而进行气体的检测、监控、分析、报警等。 气体的纯度、含水量等都与气体的介电常数有关，而气体的介电常数又与其折射率有关，因此，只要能够精确地测量出气体的折射率就可以实现对气体的纯度、含水量等参数的精确测量。目前，使用气体传感器测量气体的折射率，大多是通过干涉法来实现，主要是利用迈克尔逊干涉法和马赫一曾德尔干涉法来实现气体折射率的测量。但利用这两种测量方法的气体传感器均存在体积大、不易集成、不能自动检测和远程传输的局限。当今，气体传感器引起了测量气体折射率或者传输变化的广泛关注。而在气体传感器中使用引入缺陷形成的光子晶体腔作为气体传感器的窄带滤波器件是很有优势的，由于光子晶体腔的高品质因子保证了窄带滤波器输出谱线的窄频宽，所以当外界环境条件改本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超小型微腔气体传感器，其特征在于包括光源（1）、光耦合模块（14）、耦合光纤（5）、微腔模块（15）、耦合连接光纤（9）和光谱探测器（10）；所述光耦合模块（14）进一步包括全反射镜（2）、起偏器（3）和透镜（4）；所述微腔模块（15）进一步包括纳米线腔（6）和腔体测试盒（8）；所述光源（1）发出的光经光耦合模块（14）中的全反射镜（2）反射后进入起偏器（3），再由透镜（4）聚焦耦合至耦合光纤（5）后进入微腔模块（15），所述耦合光纤（5）设置于透镜（4）的后面，然后发出的光经过微腔模块再进入耦合连接光纤（9），并由放置于该微腔模块另一端的光谱探测器（10）接收纳米线腔（6）的输出光场变化...

【技术特征摘要】
1.一种超小型微腔气体传感器，其特征在于包括光源(I)、光耦合模块(14)、耦合光纤(5)、微腔模块(15)、耦合连接光纤(9)和光谱探测器(10);所述光耦合模块(14)进一步包括全反射镜(2)、起偏器(3)和透镜(4);所述微腔模块(15)进一步包括纳米线腔(6)和腔体测试盒(8);所述光源(I)发出的光经光耦合模块(14)中的全反射镜(2)反射后进入起偏器(3)，再由透镜(4)聚焦耦合至耦合光纤(5)后进入微腔模块(15)，所述耦合光纤(5)设置于透镜(4)的后面，然后发出的光经过微腔模块再进入耦合连接光纤(9)，并由放置于该微腔模块另一端的光谱探测器(10)接收纳米线腔(6)的输出光场变化，进而得到待测气体的折射率大小。2.根据权利要求I所述的超小型微腔气体传感器，其特征在于所述起偏器(3)和透镜(4)设置于全反射镜(2)的反射面。3.根据权利要求I所述的超小型微腔气体传感器，其特征在于所述的纳米线腔(6)的腔型是基于宽度抛物线型和渐变孔径组成的自由悬浮式结构的一维光子晶体微腔；所述纳米线腔(6)包括缺陷区(11)，渐变区(12)和反射镜区(13)，其上设置有气孔(7)，纳米线腔(6)由腔体测试盒(8)固定。4.根据权利要求I或3所述的超小型微腔气体传感器，其特征在于所述的纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯国英，冯琛，周寿桓，鲜佩，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：实用新型
国别省市：