[發明專利]一種光電溫度傳感器

有效

• 申請號: 201410103121.9
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103884450A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 周治平;鄧清中;李心白
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李迪

1.一種光電溫度傳感器，包括光源（1）、光電探測器（3），其特征在于，所述光電溫度傳感器還包括由非對稱馬赫-曾德干涉儀實現的光學溫度傳感部分（2）；所述光學溫度傳感部分（2）由分束器（4）、第一波導臂（5）、第二波導臂（6）和合束器（7）組成；所述第一波導臂（5）和第二波導臂（6）具有非對稱的幾何結構、不同的有效折射率n_eff和相近的歸一化有效色散系數所述λ為馬赫-曾德干涉儀中所傳播的光波波長；所述非對稱馬赫-曾德干涉儀的第一波導臂（5）和第二波導臂（6）之間的光學相位差在-2π～2π的范圍內。

2.根據權利要求1所述的一種光電溫度傳感器，其特征在于，所述馬赫-曾德干涉儀采用的波導為非良導體材料波導或非良導體材料與金屬結合的表面等離子體波導。

3.根據權利要求2所述的一種光電溫度傳感器，其特征在于，所述非良導體材料包括介質和有機物。

4.根據權利要求3所述的一種光電溫度傳感器，其特征在于，所述非良導體材料與金屬結合的表面等離子體波導包括銀與硅、金與硅。

5.根據權利要求2所述的一種光電溫度傳感器，其特征在于，所述非對稱幾何結構通過選取不同類型的波導來實施。

6.根據權利要求5所述的一種光電溫度傳感器，其特征在于，所述不同類型的波導包括脊型波導、溝道波導和條形波導。

7.根據權利要求2所述的一種光電溫度傳感器，其特征在于，所述第一波導臂（5）與第二波導臂（6）幾何結構的非對稱性通過選取同一類型但結構參數不同的波導來實施。

8.一種根據權利要求1所述的光電溫度傳感器的設計方法，所述方法步驟如下：

選擇馬赫-曾德干涉儀兩波導臂需要使用的波導結構類型；

優化兩波導臂的波導結構參數，使所述波導結構參數滿足如下公式1neff10·∂neff1∂λ=1neff20·∂neff2∂λneff20neff10=L1L2;]]>

確定溫度傳感靈敏度；

根據光程差OLD公式

OLD=(neff10+∂neff1∂λ·Δλ+∂neff1∂T·ΔT)·L1-(neff20+∂neff2∂λ·Δλ+∂neff2∂T·ΔT)·L2=(∂neff1∂T·L1-∂neff2∂T·L2)·ΔT]]>確定兩波導臂臂長；

選取分束器、合束器、光源、光電探測器構建完整的溫度傳感器。