[发明专利]一种基于平面光波导平台的微型光谱仪及其制作方法

权利要求书

1.一种基于平面光波导平台的微型光谱仪，包括光波导平台，其特征在于，所述光波导平台包括：

一芯层；

两层包覆层，与所述芯层通过紫外压印组装在一起，光在芯层传播；

所述芯层（2）上与包覆层（1）接触的两个表面镀有起反射作用限制光在芯层传播的材料；

所述光波导平台上加工有：

光纤耦合接口（3）；

反射光栅（5）；

凹面反射镜（4）；

CCD探测器（6）；

分析复色光通过所述光纤耦合接口（3）进入所述芯层，由凹面反射镜（4）反射进入反射光栅（5）进行分光，反射光栅（5）用于将从凹面反射镜（4）接收到的特定波长范围内的复色光分解为不同的单色光输出，使不同波长的光以固定间距聚焦在CCD探测器（6）上，直接由CCD探测器探测分析，形成光谱。

2.根据权利要求1所述的基于平面光波导平台的微型光谱仪，其特征在于，所述起反射作用限制光在芯层传播的材料为铝或金。

3.根据权利要求1所述的基于平面光波导平台的微型光谱仪，其特征在于，所述反射光栅（5）直接刻画制造在光波导平台上。

4.根据权利要求1所述的基于平面光波导平台的微型光谱仪，其特征在于，所述反射光栅（5）具有非均匀性间距，这些不均匀间距用于根据不同波长以固定间隔将光聚焦在所述CCD探测器（6）上。

5.根据权利要求1~4中任一所述基于平面光波导平台的微型光谱仪的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、制作平面光波导平台的原始模具，厚度为500μm的金属原始模具，其为芯层（2）的厚度；

S2、然后通过复制成型工艺，使用金属原始模具精确复制PDMS印章，厚度约为10mm；

S3、将UV树脂滴入并填充到带有芯层（2）图案的PDMS印章中，UV树脂在氮气环境中以110 mJ/cm²的紫外线照射60 s后固化制成芯层（2），在芯层（2）上与包覆层（1）接触的两个表面镀一层起反射作用限制光在芯层传播的材料；

S4、制作包覆层，厚度同样为500μm；

S5、将制作好的包覆层（1）和芯层（2）层压在一起，制成光波导平台；

S6、将CCD探测器（6）和凹面反射镜（4）采用光学紫外胶粘接在所述光波导平台上；光纤耦合接口（3）熔接在所述光波导平台上；

在平面光波导平台上通过光刻方法刻画一系列锯齿状间距不均匀的斜槽，再镀上一层铝膜或金膜，形成所述反射光栅（5）。

6.根据权利要求5所述的基于平面光波导平台的微型光谱仪的制作方法，其特征在于，所述芯层材料为UV树脂、二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅和聚合物中的任意一种。

7.根据权利要求5所述的基于平面光波导平台的微型光谱仪的制作方法，其特征在于，所述包覆层材料为UV树脂、二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅和聚合物中的任意一种。