[發明專利]基于濾波結構分光的紅外光譜式MEMES氣敏傳感器

有效

• 申請號: 200910087345.4
• 申請日: 2009-06-17
• 公開（公告）號: CN101923052A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 景玉鵬;高超群
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35;B81B7/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

1.一種基于濾波結構分光的紅外光譜式MEMES氣敏傳感器，通過分析氣體的紅外吸收譜，確定氣體的成分和濃度，其特征在于，該氣敏傳感器由集成在硅襯底上的紅外光源(1)、分析氣室(2)、光子晶體濾波器(3)和紅外光強檢測陣列(4)構成。

2.根據權利要求1所述的基于濾波結構分光的紅外光譜式MEMES氣敏傳感器，其特征在于，所述紅外光源(1)為熱輻射光源，為該氣敏傳感器提供寬譜輻射能量。

3.根據權利要求1所述的基于濾波結構分光的紅外光譜式MEMES氣敏傳感器，其特征在于，所述分析氣室(2)為硅襯底上刻蝕出的盒狀結構，該結構與待測環境相通，其內氣體為傳感器的分析對象。

4.根據權利要求1所述的基于濾波結構分光的紅外光譜式MEMES氣敏傳感器，其特征在于，所述光子晶體濾波器(3)為硅襯底上刻蝕出的二維孔洞結構。

5.根據權利要求4所述的基于濾波結構分光的紅外光譜式MEMES氣敏傳感器，其特征在于，所述光子晶體濾波器(3)由不同參數的光子晶體帶阻濾波器并行排布組成，各帶阻濾波器的有效濾波波段相鄰而不重復。

6.根據權利要求1所述的基于濾波結構分光的紅外光譜式MEMES氣敏傳感器，其特征在于，所述紅外光強檢測陣列(4)為InGaAs光電二極管線型陣列，各二極管均工作在反偏狀態，并將入射其上的光強轉化為電信號輸出。

7.根據權利要求1所述的基于濾波結構分光的紅外光譜式MEMES氣敏傳感器，其特征在于，所述光子晶體濾波器(3)不同通道的輸出端對應紅外光強檢測陣列(4)上不同的二極管。

8.根據權利要求1所述的基于濾波結構分光的紅外光譜式MEMES氣敏傳感器，其特征在于，

所述紅外光源(1)發出的紅外光穿過分析氣室(2)后，經光子晶體濾波器(3)不同的通道出射；

光子晶體濾波器(3)各通道出射的紅外光在相應的二極管上成像，且其光強由二極管轉化為電信號輸出至信號處理電路；

二極管上得到的電信號代表濾除相應波長的紅外光后的強度，而不同二極管輸出信號之差體現了透過氣室后的紅外光中不同波長的強度之差；

紅外光強檢測陣列(4)得到的信號為分析氣室內氣體透射譜的反相信息；

將紅外光強檢測陣列(4)上采樣到的信號與預存的校正模型進行對比，計算出待測氣體的紅外透射譜，透射譜的吸收峰位置體現了氣體種類，透射譜的吸收強度則體現了氣體濃度。