微型集成化法－珀腔陣列光譜探測器的製作方法

2023-07-06 08:25:06 1

專利名稱：微型集成化法－珀腔陣列光譜探測器的製作方法
技術領域：
本發明屬於光譜分析儀器技術領域，特別是涉及一種微型集成化法-珀腔陣列光譜探測器。
背景技術：
現有技術中，公開的微型光譜分析系統近年來雖然在結構上進行了一些較大的改進，但都未能真正實現傳感器化，並且現有實用化的微型光譜儀仍然採用光柵分光，這大大限制了光能的利用，並且對探測器提出了更高的要求。美國Northestern Univertsity也從事微型幹涉型光譜儀的研究，但是其採用動鏡掃描，這使得控制變得複雜，並且會受到外界的振動影響。

發明內容
本發明的目的是針對現有技術的存在的不足，提供一種具有高光通量、高靈敏度、較高解析度、體積很小、可集成化、成本低的微型集成化法-珀腔陣列光譜探測器。
本發明的目的通過以下技術方案來加以實現微型集成化法-珀腔陣列光譜探測器，包括照明系統和光電探測器陣列，在照明系統和光電探測器陣列之間設置有微型法-珀腔陣列。微型法-珀腔陣列由腔體和兩邊所鍍的反射膜構成，每個法-珀腔體為各自對應的某一特定波長的光波所需的腔長，光電探測器陣列與微型法-珀腔陣列一體化集成。
所述的照明系統由入射光纖和微透鏡組成，微透鏡形成平行光束正好通過其後的微型法-珀腔陣列濾波後，最後達到微型法-珀腔陣列後的光電探測陣列上，從而完成對光譜信號的探測。
本發明提供的微型集成化法-珀腔陣列光譜探測器可以進行實時的光譜信號採集，其具有高光通量、高靈敏度、較高解析度、體積很小、無活動部件、可集成化、成本低等特點，是進行弱光譜信號信號檢測的理想器件。可廣泛用於生物化學、臨床醫學、法醫刑偵、環境科學、現代野戰和國防等眾多領域。


圖1是本發明的基本結構示意圖；具體實施方式
以下結合附圖對本發明的技術方案作進一步描述圖中1、入射光纖 2、微透鏡 3、增透膜 4、反射膜 5、腔體6、反射膜7、光電探測器陣列由圖1可知，本發明提供的微型集成化法-珀腔陣列光譜探測器由增透膜3、反射膜4、腔體5和反射膜6形成微型法-珀腔陣列，每一個法-珀腔的長度決定了其能透過的波長的中心位置，反射膜反射率決定了光通帶的寬度，每個法-珀腔只能透過某一特定範圍波長的光波，從而形成一系列中心波長不同的窄帶光學濾波器。光纖1為整個探測器的光能輸入元件，其後為一起準直作用的微透鏡2，微透鏡後是一由增透膜3、反射膜4、腔體5和反射膜6構成的微型法-珀腔陣列，在法-珀腔陣列後是一個光電探測器陣列7，與微型法-珀腔陣列一體化集成。
由入射光纖1入射的光經過微透鏡2，形成平行光束，上述平行光束經過珀-腔陣列在光電探測器陣列7上形成相應的光譜電信號，光電探測陣列上不同位置的光譜電信號對應了不同的光波長的強度，經過計算機可以將該光譜電信號轉變成相應的光譜譜圖。
本發明的製作是利用半導體微細加工技術將微型法-珀腔陣列和光電探測器陣列等一體化集成在同一晶片上，所得到的整個系統的體積只有釐米見方。
權利要求
1.一種微型集成化法-珀腔陣列光譜探測器，包括照明系統和光電探測器陣列，其特徵在於在照明系統和光電探測器陣列之間設置有微型法-珀腔陣列，微型法-珀腔陣列由腔體(5)和兩邊所鍍的反射膜(4)和(6)構成，每個法-珀腔體具有各自對應的某一特定波長的光波所需的腔長，光電探測器陣列與微型法-珀腔陣列一體化集成。
2.根據權利要求1所述的微型集成化法-珀腔陣列光譜探測器，其特徵在於照明系統由入射光纖(1)和微透鏡(2)組成，微透鏡(2)形成平行光束正好通過其後的微型法-珀腔陣列濾波後，最後達到微型法-珀腔陣列後的光電探測陣列上，從而完成對光譜信號的探測。
3.根據權利要求1或2所述的微型集成化法-珀腔陣列光譜探測器，其特徵在於在微型法-珀腔陣列的上所鍍反射膜(4)之上鍍有增透膜(3)。
全文摘要
本發明涉及一種微型集成化法－珀腔陣列光譜探測器，包括照明系統和光電探測器陣列，在它們之間設有微型法－珀腔陣列。微型法－珀腔陣列由腔體和兩邊所鍍的反射膜構成，每個法－珀腔體為各自對應的某一特定波長的光波所需的腔長，微型法－珀腔陣列與光電探測器陣列一體化集成。它由平行光束經過珀－腔陣列在光電探測器陣列上形成相應的光譜電信號，經過計算機就可將該光譜電信號轉變成相應的光譜譜圖。本發明具有高光通量、高靈敏度、較高解析度、體積很小、無活動部件、可集成化、成本低等特點，是進行弱光譜信號信號檢測的理想器件，可廣泛用於生化、醫學、刑偵、環境、國防等領域。
文檔編號G01J3/12GK1442677SQ03117658
公開日2003年9月17日 申請日期2003年4月9日 優先權日2003年4月9日
發明者陳剛, 溫志渝, 溫中泉 申請人:重慶大學