[發明專利]基于外置液囊和固定波長的超高分辨溫度傳感器

有效

• 申請號: 201610085877.4
• 申請日: 2016-02-15
• 公開（公告）號: CN105571742B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 歐陽征標;陳治良
• 申請（專利權）人: 深圳市諾安環境安全股份有限公司
• 主分類號: G01K11/00
• 分類號: G01K11/00
• 代理公司: 深圳力拓知識產權代理有限公司 44313
• 代理人: 龔健

本發明公開了一種基于外置液囊和固定波長的超高分辨率溫度傳感器，它由一個外置液囊、金屬塊、一個豎直波導、一個水平波導、兩個金屬膜和一個水平傳播的信號光組成；所述液囊和所述豎直波導連接，所述金屬塊設置豎直波導內，且可以移動；所述豎直波導和水平波導連接；所述信號光采用固定波長。本發明結構緊湊，體積小，非常便于集成，分辨率高，溫度平均分辨率平均達到0.99×10^?9℃，最高分辨率為0.595×10^?9℃。

技術領域

本發明涉及一種超高分辨率，納米尺度的溫度傳感器，尤其涉及基于外置液囊和單一波長激光探測的超高靈敏度溫度傳感器。

背景技術

溫度傳感器是實際應用中最廣泛的傳感器之一，從我們生活中的寒暑表，體溫計到大型儀器以及集成電路上的溫控設備，溫度傳感器無處不在。傳統溫度傳感器如熱電阻、鉑電阻，雙金屬開關等雖然有著各自的優點，但在微型和高精度產品中卻不再適用。半導體溫度傳感器靈敏度或分辨率高、體積小、功耗低、抗干擾能力強等優點使得其在半導體集成電路中應用非常廣泛。

基于表面等離子激元的波導卻能突破衍射極限的限制，實現納米尺度的光信息處理和傳輸。表面等離子激元是當電磁波入射到金屬與介質分界面時，電磁波和金屬表面的自由電子耦合形成的一種在金屬表面傳播的表面電磁波。根據表面等離子激元的性質，人們已經提出了很多基于表面等離子體結構的器件，例如濾波器、環形器、邏輯門、光開關等。這些器件在結構上都比較簡單，非常便于光路集成。

目前，根據表面等離子激元的性質人們提出的溫度傳感器的靈敏度只有70pm/℃或-0.65nm/℃。雖然這些表面等離子激元的溫度傳感器體積很小，但是靈敏度或分辨率并不高。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種便于集成的MIM結構的超高分辨率溫度傳感器。

本發明的溫度傳感器通過下述技術方案予以實現。

本發明的基于外置液囊和固定波長的超高分辨率溫度傳感器由一個外置液囊、金屬塊、一個豎直波導、一個水平波導、兩個金屬膜和一個水平傳播的信號光組成；所述信號光采用固定波長；所述液囊和所述豎直波導連接，所述金屬塊設置豎直波導內，且可以移動；所述豎直波導和水平波導連接。

所述液囊內物質為高熱膨脹系數的物質；

所述高膨脹系數的物質為酒精或水銀。

所述液囊的形狀為立方體、球形、橢球形或不規則形狀。

所述金屬為金或銀。

所述金屬為銀。

所述水平波導和豎直波導為MIM結構的波導。

所述水平波導內的介質為空氣。

所述信號光為單一波長激光，其波長為792nm的激光。

所述可移動金屬塊固定位置為116nm。

本發明與現有技術相比，有如下積極效果：

1.結構緊湊，體積小，非常便于集成。

2.分辨率高，溫度平均分辨率平均達到0.99×10^-9℃，最高分辨率為0.595×10^-9℃。

附圖說明

圖1是本發明超高分辨率溫度傳感器第一種實施例二維結構示意圖。

圖中：外置液囊1 金屬塊2 豎直波導3 金屬膜4 水平波導5 金屬膜6 水平傳播的信號光200

圖2是本發明超高分辨率溫度傳感器第二種實施例二維結構示意圖。