[发明专利]一种基于光漂白的区间可调的非对称M-Z光波导传感器及其制备方法

摘要

本发明公开了一种基于光漂白的区间可调的非对称M‑Z光波导传感器及其制备方法，属于光波导集成芯片及其制备技术领域，器件由低精度非对称M‑Z传感器和高精度非对称M‑Z传感器构成，低精度传感器其传感区间范围较大且单调，用于确定待测折射率低精度值，从而确定高精度M‑Z传感器的工作区间，高精度传感器可通过后期曝光量控制传感器的工作区间区。发明采用光敏聚合物材料解决了传感器区间退化的问题，结合双M‑Z结构可替代多传感器阵列，节约了光源和探测器成本。另外，器件采用压印制备聚合物凹槽，旋涂、固化光敏聚合物芯层材料，解离、抛光后得到器件，其制备工艺简单，材料和制作成本低廉，精度高，尤其适用于聚合物便携式和一次性传感芯片。

主权项

1.一种基于光漂白的区间可调的非对称M‑Z光波导传感器，其特征在于，由两个分立的M‑Z传感器构成，分别为低精度传感器(1)及高精度传感器(2)，其M‑Z结构均由输入输出区(a)区、输入输出Y分支区(b)区及干涉臂区(c)区组成，其中，输入输出区(a)为长度l_a为1～5mm的直波导；输入输出Y分支区(b)的两个分支臂为函数相同的余弦形函数曲线波导，分支臂函数的曲线方程为：其中，参数a,b由分支角度θ和分支臂距离d限定，分支角度θ为0.1～1度，两个分支臂间距d为20～120μm；干涉臂区(c)的一个臂为连接输入输出Y分支的直波导作为参考臂，另一个臂为由直波导和圆弧构成的波导作为传感臂，传感臂与参考臂的长度差由以下公式给出：Δl＝ls‑lr，其中，lstraight为直波导横向长度，ki为直波导相对传播轴线的斜率，其中，所述的直波导为c区中作为传感臂的直波导；larc为弯曲波导圆弧长度，它是曲率半径R和ki的函数，larc＝R*arctan(ki)，圆弧波导的曲率半径R为3500～7000μm。