[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

技術領域

本發明涉及集成光電子技術領域，具體為一種光電溫度傳感器。

背景技術

集成光電子技術領域的光電溫度傳感器由于其尺寸小、抗干擾性強等特點而受到廣泛的研究。光電溫度傳感器由光源、溫度傳感部分和光電探測部分組成，其中溫度傳感部分是光電溫度傳感器的核心研究內容。目前現有技術中已有多種可集成的光電溫度傳感器，例如：微環諧振腔，布拉格反射式波導，多模干涉儀MMI等。由于受到溫度傳感系統結構的限制，現有技術溫度傳感部分按傳感原理分為兩大類，監測傳感系統光學傳輸或反射譜峰值的漂移、監測傳感系統在某一固定波長下傳輸或反射光強的變化。這兩種監測方案都需要采用窄線寬的激光器光源或寬帶光源與高分辨率光譜儀的結合，使得整個溫度傳感系統價格過于昂貴，實用性較差。

發明內容

（一）要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：降低光電溫度傳感器對光源的要求從而降低整個溫度傳感系統的成本。

（二）技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了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。

優選地，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。

優選地，所述非良導體材料包括介質和有機物。

優選地，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。

優選地，所述非對稱幾何結構通過選取不同類型的波導來實施。

優選地，所述不同類型的波導包括脊型波導、溝道波導和條形波導。

優選地，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。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種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；