[實用新型]一種檢測集成諧振環的諧振波長漂移的裝置

有效

• 申請號: 201320707644.5
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN203732165U
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 鄭志強
• 申請（專利權）人: 寧波屹諾電子科技有限公司
• 主分類號: G01J9/04
• 分類號: G01J9/04
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 張強

技術領域

本實用新型涉及集成光傳感領域，特別是涉及一種用于檢測諧振環的諧振波長漂移的裝置。?

背景技術

隨著信息技術和生物工程技術的發展，傳感技術逐漸成為21世紀信息產業的三大支柱之一，廣泛滲透于基礎設施和服務的建設上。傳感器不僅廣泛應用于傳統醫學領域，而且還在生命科學、食品工業、環境監測、國防安全和發酵工程等領域也有著廣泛的應用。如今，人們對生活質量的要求越來越高，對于人類生活密切相關的領域的要求也在逐步的提高，開展并加強環境保護、綠色食品、保健醫療等工作已迫在眉睫。發展新型高效傳感器，能減少分析時間，降低成本，便于在線及應急監測且較易實現自動化，提高安全系數。?

基于集成光子芯片的光學傳感器，是近些年來新興的傳感技術，因其體積小靈敏度高而受到廣泛關注，并得到了持續深入的發展。這種傳感器大多采用光波導作為傳感元件，當外界待測量，如：溫度、包層材料折射率等，發生改變時，光波導中傳播的光的傳輸性質的改變，進而完成了將待測信號轉換為光信號的過程。目前對于非諧振型波導傳感器(如馬赫曾德干涉儀)而言，具有的共同缺點是需要一定長度的探測區域來積累足夠大相位變化以便測量，也即為使相位變化能累積到可被有效探測的程度，所需的探測區域長度通常較長，因此在探測時就需要一定量的生物樣本數。與之相比，集成諧振環特有的諧振效應，光信號能在腔內不斷諧振、放大，使得器件只需很短的作用長度便能積累足夠的相變，能有效減小探測區域的尺寸，進而大大提高探測微量分析物的能力。而集成諧振環可以在很小的尺寸上(微米級)實現，集成度很高，可以大大降低成本。?

在集成諧振環傳感系統中，通常通過檢測其諧振波長的移動，來反映待測量的變化。在傳統的諧振波長檢測方案是測量集成諧振環的波長響應，或者測量某一固定波長位置的傳輸功率變化。這兩者都受到光的強度噪聲的影響。這個強度噪聲可能來自于光源的功率變化、耦合系統的振動、非傳感元件在外界影響下的性質變化等等。這些噪聲都將直接影響諧振波長的檢測準確度，進而影響對待測量的檢測精度。因此有必要提供一種檢測集成諧振環的諧振波長漂移量的裝置，來解決上述問題。?

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本實用新型提供了一種檢測集成諧振環的諧振波長漂?移的裝置，利用該裝置可以避免直接讀取強度信息，而是利用諧振環諧振波長附近劇烈的相位變化作為檢測諧振波長漂移的依據。并采取共路差分設計，有效的避免了光路中各種外界因素的影響，降低了噪聲，提高檢測精度和穩定性。?

本實用新型是通過如下技術方案實現的：一種檢測集成諧振環的諧振波長漂移的裝置，包括激光器，所述激光器用于輸出一個單頻激光；調制器和網絡分析儀，所述調制器和所述網絡分析儀電連接，所述激光器產生的單頻激光通過所述調制器調制后光信號變為原激光和兩個邊光帶；濾波器諧振環組件，所述濾波環組件包括濾波器和集成諧振環，通過所述調制器的激光首先通過所述濾波器或者集成諧振環任意一個后再通過另一個，使得得到具有頻率差的一對激光作為檢測光信號；光電探測器，所述光電探測器和所述網絡分析儀電連接，所述檢測光信號通過所述光電探測器，由所述光電探測器把所述光信號轉換為電信號，并且把所述電信號傳遞給所述網絡分析儀由網絡分析測量得到最后相位。?

上述技術方案中，所述檢測光信號的兩激光頻率差在1GHz至60GHz之間。?

本實用新型具有如下有益效果：1.本實用新型提供的方法采取相位檢測的方式，有效的降低了由光源穩定性、與集成芯片之間的光耦合系統的振動等因素所造成的強度噪聲，提高檢測精度。?

2.本實用新型提供的方法中，使用的一對激光經過同一個光路，最后的探測信號為這一對激光的相位差，即：采取共路差分的設計。該設計可以有效補償光路中其他(除待測集成諧振環之外)元件受外界變化，對光信號產生的影響，提高系統的穩定性。?

附圖說明

圖1為本實用新型的第一種實施例圖。?

圖2本實用新型的第二種實施例圖。?

圖3圖1和2中的激光器的輸出端頻譜圖。?

圖4圖1和2中的調制器的輸出端頻譜圖。?

圖5圖1和2中的濾波器的輸出端頻譜圖之一。?

圖6圖1和2中的濾波器的輸出端頻譜圖之一。?

圖7集成諧振環示意圖。?

具體實施方式