[發明專利]多通道濾波陣列MEMS光譜式氣敏傳感器

有效

• 申請號: 201010157527.7
• 申請日: 2010-04-21
• 公開（公告）號: CN102235969A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 高超群;景玉鵬
• 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
• 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

1.一種多通道濾波陣列MEMS光譜式氣敏傳感器，通過分析待測氣體的紅外透射譜，確定所測氣體的種類和濃度，其特征在于，該傳感器由制作在硅襯底上的光源(1)、氣室(2)、一維光子晶體濾波陣列(3)、紅外光強檢測陣列(4)構成，其中，光源(1)發出的紅外光進入氣室(2)，與待測氣體相互作用后，通過一維光子晶體濾波陣列(3)不同的濾波通道出射；各濾波通道出射的光強信號在紅外光強檢測陣列(4)對應的不同檢測單元上分別轉化為電信號輸出，不同位置的檢測單元輸出的信號強度體現了待測氣體對不同波長的紅外光的吸收情況，通過測量待測氣體的透射譜，并與預存圖譜特征比較，借助化學計量學算法，可判斷氣體成分并確定其濃度。

2.根據權利要求1所述的多通道濾波陣列MEMS光譜式氣敏傳感器，其特征在于，所述光源(1)為熱輻射光源，由多晶硅電阻橋及互聯線和相關引線等構成，將電功轉化為熱輻射，為傳感器提供寬譜紅外能量。

3.根據權利要求1所述的多通道濾波陣列MEMS光譜式氣敏傳感器，其特征在于，所述氣室(2)為硅片上刻蝕出的氣體通道，與測量環境相通。

4.根據權利要求1所述的多通道濾波陣列MEMS光譜式氣敏傳感器，其特征在于，所述一維光子晶體濾波陣列(3)為硅片上刻蝕出的一系列深槽。

5.根據權利要求4所述的多通道濾波陣列MEMS光譜式氣敏傳感器，其特征在于，所述一維光子晶體濾波陣列(3)由針對不同波長的窄帶帶通濾波器并行排列而成。

6.根據權利要求5所述的多通道濾波陣列MEMS光譜式氣敏傳感器，其特征在于，所述一維光子晶體濾波陣列(3)所包括的窄帶帶通濾波器，由兩個或兩個以上按照不同周期排列的硅槽形成一維光子晶體級聯構成。

7.根據權利要求6所述的多通道濾波陣列MEMS光譜式氣敏傳感器，其特征在于，所述不同周期的硅槽序列之間通過在硅片上刻蝕出的硅波導級聯。

8.根據權利要求5所述的多通道濾波陣列MEMS光譜式氣敏傳感器，其特征在于，所述窄帶帶通濾波器輸入輸出信號通過光波導耦合。

9.根據權利要求1所述的多通道濾波陣列MEMS光譜式氣敏傳感器，其特征在于，所述紅外光強檢測陣列(4)為光電二極管線形陣列，可將入射其上的紅外信號強度化為電信號輸出。

10.根據權利要求1所述的多通道濾波陣列MEMS光譜式氣敏傳感器，其特征在于，所述一維光子晶體濾波陣列(3)的不同濾波通道的輸出端與所述紅外光強檢測陣列(4)上不同的檢測單元一一對應。