[發明專利]一種大帶寬高分辨率緊湊型的片上光譜儀及檢測方法

有效

• 申請號: 202211069036.6
• 申請日: 2022-09-02
• 公開（公告）號: CN115165102B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 劉楠;馬蔚;駱瑞琦;劉冠東
• 申請（專利權）人: 之江實驗室
• 主分類號: G01J3/28
• 分類號: G01J3/28;G01J3/02
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理有限公司 11435
• 代理人: 戴莉

1.一種大帶寬高分辨率緊湊型的片上光譜儀，其特征在于：包括輸入端口光柵(1)、微環諧振器(2)、刻蝕衍射光柵(4)以及探測器陣列(5)，各部分之間通過單模波導(6)連接，其中微環諧振器(2)上集成有加熱電極(3)，所述加熱電極用于調節所述微環諧振器的輸出波長，微環諧振器(2)的輸出光譜具有周期性，波長相隔一個自由光譜范圍的光從微環諧振器的輸出端口輸出，所述刻蝕衍射光柵(4)設有若干個輸出通道，相鄰輸出通道的輸出光波長具有相同的通道間隔，所述通道間隔等于所述微環諧振器(2)的輸出波長間隔。

2.如權利要求1所述的一種大帶寬高分辨率緊湊型的片上光譜儀，其特征在于：通過調節加熱電極的工作電壓調節微環諧振器的輸出波長覆蓋整個自由光譜范圍。

3.如權利要求1所述的一種大帶寬高分辨率緊湊型的片上光譜儀，其特征在于：所述的微環諧振器(2)包括上下載型微環諧振器或全通型微環諧振器。

4.如權利要求1所述的一種大帶寬高分辨率緊湊型的片上光譜儀，其特征在于：所述微環諧振器(2)上集成的加熱電極(3)的制作工藝與CMOS工藝兼容，加熱電極的材料包括氮化鈦。

5.如權利要求1所述的一種大帶寬高分辨率緊湊型的片上光譜儀，其特征在于：所述片上光譜儀上各組成部分的材料包括硅、二氧化硅、氮化硅其中的一種或多種。

6.一種基于權利要求1所述的片上光譜儀的檢測方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1、設置若干個輸出通道用于連接刻蝕衍射光柵與探測器陣列，相鄰輸出通道的輸出光波長具有相同的通道間隔，所述通道間隔等于一個自由光譜范圍；

S2、調節集成在微環諧振器上的加熱電極的工作電壓，從而調節微環諧振器的輸出波長，控制所述微環諧振器的輸出光譜具有周期性，波長相隔一個自由光譜范圍的光從微環諧振器的輸出端口輸出進入刻蝕衍射光柵，不同波長的光由刻蝕衍射光柵的輸出端口對應輸出，進入探測器陣列；

S3、記錄微環諧振器輸出波長調節一個完整的自由光譜范圍所需電壓，并選取調節電壓間隔點數，掃描加熱電極電壓即可通過探測器陣列測量完整的光譜。