[發(fā)明專利]用于片上導(dǎo)數(shù)光譜學(xué)的方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880000206.0
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108323181B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王佳琦;張春;曾懷望
• 申請（專利權(quán)）人: 香港應(yīng)用科技研究院有限公司
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/31;G01N21/359
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

1.一種用于生成輸入光信號的一個或多個導(dǎo)數(shù)光譜的導(dǎo)數(shù)光譜學(xué)系統(tǒng)，包括：

第一色散元件結(jié)構(gòu)，用于將所述輸入光信號光譜分解成多個子帶信號，所述第一色散元件結(jié)構(gòu)包括一個或多個第一色散元件；

第二色散元件結(jié)構(gòu)，用于接收所述多個子帶信號中的一個或多個子帶信號并將接收的所述一個或多個子帶信號光譜分解成多個光譜分量，所述第二色散元件結(jié)構(gòu)包括一個或多個第二色散元件，單獨(dú)的光譜分量的譜寬比單獨(dú)的子帶信號的譜寬窄，所述單獨(dú)的光譜分量具有中心波長，其中，用于構(gòu)建所述一個或多個第二色散元件的光學(xué)透射材料具有隨溫度變化的折射率，并且所述第二色散元件結(jié)構(gòu)被配置成在所述第二色散元件結(jié)構(gòu)的溫度改變時(shí)利用所述隨溫度變化的折射率來移位所述單獨(dú)的光譜分量的中心波長；

用于改變所述第二色散元件結(jié)構(gòu)的溫度的加熱結(jié)構(gòu)；

多個光學(xué)檢測器，用于將所述多個光譜分量轉(zhuǎn)換成多個強(qiáng)度信號；以及

一個或多個處理器，被配置為：

根據(jù)光譜分量組估計(jì)所述一個或多個導(dǎo)數(shù)光譜，每個所述光譜分量組是在所述第二色散元件結(jié)構(gòu)的一個預(yù)定溫度下獲得的多個強(qiáng)度信號；以及

控制所述加熱結(jié)構(gòu)以將所述第二色散元件結(jié)構(gòu)依次改變?yōu)槎鄠€預(yù)定溫度，以獲得所述光譜分量組。

2.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)數(shù)光譜學(xué)系統(tǒng)，其中，單獨(dú)的第二色散元件是陣列波導(dǎo)光柵(AWG)。

3.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)數(shù)光譜學(xué)系統(tǒng)，其中，單獨(dú)的第二色散元件是中階梯光柵。

4.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)數(shù)光譜學(xué)系統(tǒng)，其中，單獨(dú)的第二色散元件是蝕刻衍射光柵。

5.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)數(shù)光譜學(xué)系統(tǒng)，其中，所述加熱結(jié)構(gòu)包括用于監(jiān)測所述第二色散元件結(jié)構(gòu)的溫度并用作所述加熱結(jié)構(gòu)的反饋控制的溫度傳感器。

6.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)數(shù)光譜學(xué)系統(tǒng)，還包括：

用于改變所述第一色散元件結(jié)構(gòu)的溫度的附加加熱結(jié)構(gòu)；

其中，所述一個或多個處理器進(jìn)一步被配置為控制所述附加加熱結(jié)構(gòu)以將所述第一色散元件結(jié)構(gòu)和第二色散元件結(jié)構(gòu)之間的溫差維持在預(yù)定值內(nèi)，以減少由于來自所述第二色散元件結(jié)構(gòu)的熱量流入而導(dǎo)致的所述第一色散元件結(jié)構(gòu)的光學(xué)性質(zhì)上的隨機(jī)干擾。

7.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)數(shù)光譜學(xué)系統(tǒng)，其中，由所述第二色散元件結(jié)構(gòu)接收的所述一個或多個子帶信號排除所述輸入光信號的指紋空白光譜。

8.如權(quán)利要求7所述的導(dǎo)數(shù)光譜學(xué)系統(tǒng)，其中：

所述第一色散元件結(jié)構(gòu)被配置為處理具有波長為1150nm至1550nm的光譜范圍的輸入光信號；并且

所述指紋空白光譜具有波長為1250nm至1350nm的光譜范圍。

9.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)數(shù)光譜學(xué)系統(tǒng)，其中，所述一個或多個處理器還被配置為根據(jù)在所述第二色散元件結(jié)構(gòu)三個不同的預(yù)定溫度下獲得的三個光譜分量組來估計(jì)所述輸入光信號的一階導(dǎo)數(shù)光譜和二階導(dǎo)數(shù)光譜。