[實用新型]超小型微腔氣體傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220248116.3
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN202614675U
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮國英;馮琛;周壽桓;鮮佩
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司 51202
• 代理人: 劉雙蘭

1.一種超小型微腔氣體傳感器，其特征在于包括光源（1）、光耦合模塊（14）、耦合光纖（5）、微腔模塊（15）、耦合連接光纖（9）和光譜探測器（10）；所述光耦合模塊（14）進(jìn)一步包括全反射鏡（2）、起偏器（3）和透鏡（4）；所述微腔模塊（15）進(jìn)一步包括納米線腔（6）和腔體測試盒（8）；所述光源（1）發(fā)出的光經(jīng)光耦合模塊（14）中的全反射鏡（2）反射后進(jìn)入起偏器（3），再由透鏡（4）聚焦耦合至耦合光纖（5）后進(jìn)入微腔模塊（15），所述耦合光纖（5）設(shè)置于透鏡（4）的后面，然后發(fā)出的光經(jīng)過微腔模塊再進(jìn)入耦合連接光纖（9），并由放置于該微腔模塊另一端的光譜探測器（10）接收納米線腔（6）的輸出光場變化，進(jìn)而得到待測氣體的折射率大小。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超小型微腔氣體傳感器，其特征在于所述起偏器（3）和透鏡（4）設(shè)置于全反射鏡（2）的反射面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超小型微腔氣體傳感器，其特征在于所述的納米線腔（6）的腔型是基于寬度拋物線型和漸變孔徑組成的自由懸浮式結(jié)構(gòu)的一維光子晶體微腔；所述納米線腔（6）包括缺陷區(qū)（11），漸變區(qū)（12）和反射鏡區(qū)（13），其上設(shè)置有氣孔（7），納米線腔（6）由腔體測試盒（8）固定。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的超小型微腔氣體傳感器，其特征在于所述的納米線腔（6）上設(shè)置的氣孔（7）為與其呈中心對稱分布的漸變區(qū)（12）空氣孔和反射鏡區(qū)（13）空氣孔。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超小型微腔氣體傳感器，其特征在于所述的耦合光纖（5）和耦合連接光纖（9）均為錐形光纖。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超小型微腔氣體傳感器，其特征在于所述的光源（1）為LED光源，或激光光源。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超小型微腔氣體傳感器，其特征在于所述的光譜探測器（10）為光譜分析儀。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超小型微腔氣體傳感器，其特征在于所述的腔體測試盒（8）置于待測氣體中，氣體能自由地在腔體測試盒內(nèi)流通。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超小型微腔氣體傳感器，其特征在于所述的納米線腔（6）上的氣孔（7）對應(yīng)納米線腔（6）的晶格常數(shù)a設(shè)置；其上呈中心對稱分布的反射鏡區(qū)（13）空氣孔一邊的空氣孔個數(shù)不少于3個，且呈均勻分布，空氣孔的半徑r=βa，其中β為系數(shù)。

10.根據(jù)權(quán)利要求4或9所述的超小型微腔氣體傳感器，其特征在于所述的納米線腔（6）上呈中心對稱分布的一邊的漸變區(qū)（12）空氣孔個數(shù)不少于3個，且漸變區(qū)空氣孔的半徑r從中心向兩邊呈線性增大變化，線性變化對應(yīng)的方程為r=βa_n，其中β為系數(shù)，a_n為漸變空氣孔的兩孔中心之間的孔間距，最小的孔間距為a₁，a₁=αa，其中α為系數(shù)。