多通道滤波阵列MEMS光谱式气敏传感器

摘要

本发明公开了一种多通道滤波阵列MEMS光谱式气敏传感器，通过分析待测气体的红外透射谱，确定所测气体的种类和浓度，该传感器由制作在硅衬底上的光源(1)、气室(2)、一维光子晶体滤波阵列(3)、红外光强检测阵列(4)构成，其中，光源(1)发出的红外光进入气室(2)，与待测气体相互作用后，通过一维光子晶体滤波阵列(3)不同的滤波通道出射；各滤波通道出射的光强信号在红外光强检测阵列(4)对应的不同检测单元上分别转化为电信号输出，不同位置的检测单元输出的信号强度体现了待测气体对不同波长的红外光的吸收情况，通过测量待测气体的透射谱，并与预存图谱特征比较，借助化学计量学算法，可判断气体成分并确定其浓度。

主权项

一种多通道滤波阵列MEMS光谱式气敏传感器，通过分析待测气体的红外透射谱，确定所测气体的种类和浓度，其特征在于，该传感器由制作在硅衬底上的光源(1)、气室(2)、一维光子晶体滤波阵列(3)、红外光强检测阵列(4)构成，其中，光源(1)发出的红外光进入气室(2)，与待测气体相互作用后，通过一维光子晶体滤波阵列(3)不同的滤波通道出射；各滤波通道出射的光强信号在红外光强检测阵列(4)对应的不同检测单元上分别转化为电信号输出，不同位置的检测单元输出的信号强度体现了待测气体对不同波长的红外光的吸收情况，通过测量待测气体的透射谱，并与预存图谱特征比较，借助化学计量学算法，可判断气体成分并确定其浓度；其中，所述光源(1)为热辐射光源，由多晶硅电阻桥及互联线和相关引线构成，将电功转化为热辐射，为传感器提供宽谱红外能量；所述一维光子晶体滤波阵列(3)为硅片上刻蚀出的一系列深槽，由针对不同波长的窄带带通滤波器并行排列而成，该窄带带通滤波器由两个或两个以上按照不同周期排列的硅槽形成一维光子晶体级联构成，其中所述不同周期的硅槽序列之间通过在硅片上刻蚀出的硅波导级联，且该窄带带通滤波器输入输出信号通过光波导耦合。