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原文传递基于导模共振的双条形介质光栅液体折射率变化检测装置

专利名称：	基于导模共振的双条形介质光栅液体折射率变化检测装置
摘要：	本发明属于光学检测装置技术领域，具体涉及一种基于导模共振的双条形介质光栅的液体折射率变化检测装置,所述检测装置的周期为P，包括：透明覆盖层，位于透明覆盖层下的第一导模光栅层，位于第一导模光栅层下的检测腔体层，位于检测腔体层下的第二导模光栅层以及位于第二导模光栅层下的基底层。本发明检测装置体积体积在微米数量级，非常适合应用于微小折射率变化传感，能检测到折射率变化非常微小的待检测样品，当样品的折射率发生细微变化时，两个透射峰的共振波长λ1与λ2发生移动，从而达到检测的效果以及提高检测的可靠性，折射率检测精度可以达到10‑3纳米量级。
专利类型：	发明专利
申请人：	中国人民解放军国防科技大学
发明人：	李国锋;韩云鑫;杨俊波;张振荣
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T13:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T08:00:00+0805
申请号：	CN202010034269.7
公开号：	CN111122504A
代理机构：	长沙中科启明知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	匡治兵
分类号：	G01N21/41;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/41
申请人地址：	410003 湖南省长沙市开福区德雅路109号
主权项：	1.基于导模共振的双条形介质光栅液体折射率变化检测装置，其特征在于：所述检测装置的周期为P，包括：透明覆盖层(1)，用于接近无损地传输垂直入射光，并隔离外界干扰，所述透明覆盖层(1)的高度为t；位于透明覆盖层(1)下的第一导模光栅层(2)，用于产生两个共振频率不同的共振波谷，所述第一导模光栅层(2)包括三个部分：第一条形介质光栅(21)，第二条形介质光栅(22)，第一光波导层(23)，所述第一条形介质光栅(21)的宽度为W1，所述第二条形介质光栅(22)的宽度为W2，第一条形介质光栅(21)和第二条形介质光栅(22)的高度均为h1，两者之间的距离为g，所述第一光波导层(23)的高度为h2；位于第一导模光栅层(2)下的检测腔体层(3)，厚度为101微米量级，用于容纳待检测样品；位于检测腔体层(3)下的第二导模光栅层(4)，用于产生两个共振频率与第一导模光栅层(2)共振频率相同的共振波谷，所述第二导模光栅层(4)包括三个部分：第三条形介质光栅(41)，第四条形介质光栅(42)，第二光波导层(43)，第二导模光栅层(4)与第一导模光栅层(2)之间的间隔距离为d；以及位于第二导模光栅层(4)下的基底层(5)，用于接近无损地传输出射光，并隔离外界干扰。 2.根据权利要求1所述基于导模共振的双条形介质光栅液体折射率变化检测装置，其特征在于：所述检测装置的周期P的范围在450nm-550nm之间。 3.根据权利要求1所述基于导模共振的双条形介质光栅液体折射率变化检测装置，其特征在于：所述透明覆盖层(1)的高度t在1800nm-1950nm之间。 4.根据权利要求1所述基于导模共振的双条形介质光栅液体折射率变化检测装置，其特征在于：所述第一导模光栅层(2)的材料为硅。 5.根据权利要求1所述基于导模共振的双条形介质光栅液体折射率变化检测装置，其特征在于：所述第一条形介质光栅(21)和第二条形介质光栅(22)均为横截面为矩形的长条形介质，高度相等，宽度W1小于W2，W1范围在80nm-150nm之间，W2范围在180nm-250nm之间；两者之间的间距g在10nm-60nm之间。 6.根据权利要求1所述基于导模共振的双条形介质光栅液体折射率变化检测装置，其特征在于：所述第一光波导层(23)的高度h2在420nm-460nm之间。 7.根据权利要求1所述基于导模共振的双条形介质光栅液体折射率变化检测装置，其特征在于：所述第二导模光栅层(4)与第一导模光栅层(2)结构参数和材料完全相同，并且具有相同的共振频率。 8.根据权利要求1所述基于导模共振的双条形介质光栅液体折射率变化检测装置，其特征在于：所述第二导模光栅层(4)与第一导模光栅层(2)的间隔距离d的设定满足传输相位匹配原则。 9.根据权利要求1所述基于导模共振的双条形介质光栅液体折射率变化检测装置，其特征在于：所述覆盖层(1)和基底层(5)的材料均为二氧化硅。
所属类别：	发明专利