[发明专利]片上光学微腔传感器及应用其的光学微腔耦合波导传感装置

权利要求书

1.一种片上光学微腔传感器，包括U型波导及其内耦合的微腔，其中，

所述U型波导的两直臂与所述微腔分别耦合而形成两个耦合点，所述U型波导的所述两个耦合点之间的波导为传感波导，所述传感波导经由所述两个耦合点中的一个与所述U型波导的输入波导相连接、经由所述两个耦合点中的另一个与所述U型波导的输出波导相连接；

所述U型波导和所述微腔与所述两个耦合点位于同一平面；

所述传感波导作为第一干涉臂与待测传感对象相互作用，所述微腔的与所述传感波导邻近的半周部分作为第二干涉臂而不与所述待测传感对象相互作用，由此，在耗散型传感机制下，根据基于所述第一干涉臂和所述第二干涉臂的光干涉所引起的所述微腔的谐振模式消光比的变化来获得所述待测传感对象的相应参数。

2.根据权利要求1所述的片上光学微腔传感器，其中，

所述微腔是回音壁模式微腔。

3.根据权利要求2所述的片上光学微腔传感器，其中，

所述回音壁模式微腔是回音壁模式微环。

4.根据权利要求2所述的片上光学微腔传感器，其中，

所述微腔与所述U型波导的材料相同。

5.根据权利要求4所述的片上光学微腔传感器，其中，

所述材料为硅、二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅。

6.根据权利要求1所述的片上光学微腔传感器，其中，

所述微腔与所述U型波导的功率耦合系数为0.45。

7.根据权利要求1所述的片上光学微腔传感器，其中，

所述片上光学微腔传感器还包括保护层，所述保护层设置在所述U型波导及其内耦合的所述微腔的上方，或者设置在所述片上光学微腔传感器的除所述传感波导以外的位置的上方。

8.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的片上光学微腔传感器，其中，

所述片上光学微腔传感器还包括追加输出波导，其设置在所述微腔的与所述传感波导非邻近的另一半周部分，所述追加输出波导的直臂与所述微腔耦合。

9.根据权利要求8所述的片上光学微腔传感器，其中，

所述片上光学微腔传感器还包括保护层，所述保护层设置在所述追加输出波导和所述U型波导及其内耦合的所述微腔的上方，或者设置在所述片上光学微腔传感器的除所述传感波导以外的位置的上方。

10.一种光学微腔耦合波导传感装置，包括：

光源；

光纤偏振控制器，其输入端与所述光源的输出端相连接；

权利要求1～7中任一项所述的片上光学微腔传感器，其输入端与所述光纤偏振控制器的输出端相连接；

光信号处理显示机构，其输入端与所述片上光学微腔传感器的输出端相连接，而显示表示谐振峰涨落的光功率谱线。

11.根据权利要求10所述的光学微腔耦合波导传感装置，其中，

所述光源为可调谐激光器，所述光信号处理显示机构为光电探测器与示波器的组合机构，所述光电探测器的输入端与所述片上光学微腔传感器的所述输出波导相连接，所述示波器与所述光电探测器相连接，而显示所述光电探测器输出的光电流的传输光功率谱线；或者

所述光源为宽谱光源，所述光信号处理显示机构为光谱仪，所述光谱仪的输入端与所述片上光学微腔传感器的所述输出波导相连接，由所述光谱仪显示传输光功率谱线。