[发明专利]一种高Q高FoM的金属介质辅助GMR的折射率传感芯片

权利要求书

1.一种高Q高FoM的金属介质辅助GMR的折射率传感芯片，其特征在于，所述的折射率传感芯片分为四层结构，第一层为底层的透明介质基底（1），第二层为金属薄膜层（2），第三层介质光栅层（3），第四层为高折射率介质光栅层（4）；

其中，介质光栅层（3）和高折射率介质光栅层（4）为周期性光栅阵列，光栅周期同为p，光栅占空比同为q，厚度分别为t1和t2，其中t1t2；

通过调整芯片的结构参数，包括金属薄膜层（2）厚度和高折射率介质光栅层（4）的光栅参数及厚度，在Q值较低的GMR（Guided-Mode Resonance）共振峰的基础上，衍生出一个高Q的共振峰；

该高Q共振峰处伴随着相位突变，高Q共振峰具备偏振敏感性；

高Q共振峰的工作波长可通过调节芯片的结构参数来调节。

2.根据权利要求1所述的一种高Q高FoM的金属介质辅助GMR的折射率传感芯片，其特征在于，所述的透明介质基底（1）为折射率低于1.6的透明材料，包括玻璃、塑料。

3.根据权利要求1所述的一种高Q高FoM的金属介质辅助GMR的折射率传感芯片，其特征在于，所述的金属薄膜层（2）为具备金属损耗及金属高反特性的金属材料，包括Au、Ag、Al、Cu、Ti。

4.根据权利要求1所述的一种高Q高FoM的金属介质辅助GMR的折射率传感芯片，其特征在于，所述的金属薄膜层（2）的厚度为80-200nm。

5.根据权利要求1所述的一种高Q高FoM的金属介质辅助GMR的折射率传感芯片，其特征在于，所述的介质光栅层（3）包括Si₃N₄、ZnO、SiO₂。

6.根据权利要求1所述的一种高Q高FoM的金属介质辅助GMR的折射率传感芯片，其特征在于，所述的高折射率介质光栅层（4）为折射率大于2的介质材料，包括TiO₂、ZrO₂、Ta₂O₅、Si。

7.根据权利要求1所述的一种高Q高FoM的金属介质辅助GMR的折射率传感芯片，其特征在于，通过测量反射光光谱，用于测量波长漂移方式的折射率传感。

8.根据权利要求1所述的一种高Q高FoM的金属介质辅助GMR的折射率传感芯片，其特征在于，控制入射光波长不变，利用高Q共振峰处的相位存在突变，测量反射光相位变化，用于高灵敏度的折射率的相位传感。

9.根据权利要求1所述的一种高Q高FoM的金属介质辅助GMR的折射率传感芯片，其特征在于，该折射率传感芯片可应用于生物检测、疾病诊断领域。