| 主权项 |
1.一种感应器,系经由一光子感应器要素分析电磁 波输出强度而检测对象物质之特性或本质者,其特 征为:由供给电磁波的电磁波产生源、光子感应器 要素、及检测器所构成; 光子感应器要素系具备感应器导波路,具有光子晶 体构造,用以导入上述电磁波;及感应器共振器,电 磁耦合于该感应器导波路,以特定波长使导入之电 磁波共振;利用将上述感应器共振器曝露于包含对 象物质之大气中,以使从上述感应器共振器放出的 电磁波的特性变化; 检测器接收从上述感应器共振器放出的电磁波,感 测电磁波的强度变化,从该强度变化决定对象物质 的特性,输出显示对象物质的特性的信号。 2.如申请专利范围第1项之感应器,其中,上述检测 器系从电磁波的特性变化决定对象物质的浓度,并 输出显示该浓度之信号。 3.如申请专利范围第2项之感应器,其中,上述光子 感应器要素系在光子晶体构造内具备基准导波路 与基准共振器; 上述基准导波路系从电磁波产生源导入上述电磁 波; 上述基准共振器系电磁耦合于基准导波路而以上 述特定波长使导入之电磁波共振; 上述基准共振器及上述基准导波路被遮蔽于对象 物质外; 上述检测器系具备输出强度计,输出显示来自上述 感应器共振器的上述特定波长的电磁波强度的检 测信号; 基准强度计,输出显示从上述基准共振器放出的电 磁波强度的基准信号;及 浓度计,将上述检测信号与上述基准信号比较,求 得上述特定波长的电磁波的衰减量,并从该衰减量 算出上述对象物质的浓度。 4.如申请专利范围第3项之感应器,其中,上述光子 感应器要素具有2维排列之光子晶体构造; 上述的感应器导波路及基准导波路,分别在上述的 2维光子晶体构造内延伸出而于两端形成输入口及 输出口,各输入口系配置为可接收来自上述电磁波 产生源的电磁波,各输出口分别结合于上述输出强 度计及基准强度计,输出从各感应器共振器及基准 共振器放出的电磁波。 5.如申请专利范围第3项之感应器,其中,上述光子 感应器要素具有2维排列之光子晶体构造; 上述感应器导波路及基准导波路,分别在上述2维 光子晶体构造内延伸出而于两端形成输入口及输 出口; 上述感应器共振器及基准共振器,系分别配置于感 应器导波路及基准导波路内; 各输入口系配置为可接收来自电磁波产生源的电 磁波; 各输出口分别结合于上述输出强度计及基准强度 计,输出从各感应器共振器及基准共振器放出的电 磁波。 6.如申请专利范围第5项之感应器,其中,复数上述 感应器共振器系沿上述感应器导波路呈一列并排 配置。 7.如申请专利范围第3项之感应器,其中,上述光子 感应器要素具有2维排列之光子晶体构造; 上述感应器导波路及基准导波路,分别在上述的2 维光子晶体构造内延伸出而于其长度方向一端形 成输入口,各输入口系配置为可接收来自电磁波产 生源的电磁波; 上述光子感应器要素具有感应器输出导波路及基 准输出导波路; 上述感应器输出导波路及基准输出导波路系分别 与对应之上述感应器导波路及基准导波路平行延 出,且分别电磁耦合于上述的感应器共振器及基准 共振器; 上述感应器输出导波路及基准输出导波路,分别于 其长度方向一端规定输出口,且该输出口分别可结 合于上述输出强度计与基准强度计。 8.如申请专利范围第3项之感应器,其中,上述光子 感应器要素具有2维排列之光子晶体构造; 上述感应器导波路及基准导波路,分别在2维光子 晶体构造内延伸出而于其长度方向一端形成输入 口,各输入口系配置为可接收来自电磁波产生源的 电磁波; 上述输出强度计与基准强度计,系分别配置为离开 光子感应器要素的平面,分别结合于感应器共振器 及基准共振器接收从此处放出的电磁波。 9.如申请专利范围第3项之感应器,其中,上述光子 感应器要素具有第1光子晶体构造及第2光子晶体 构造,此等第1及第2光子晶体构造,相互不同,且于2 维排列中横向并排配置; 导波路具备输入导波路,上述导波路从第1光子晶 体构造跨过第2光子晶体构造延出; 第1输出导波路,由第1光子晶体内延出;及 第2输出导波路,由第2光子晶体构造内延出; 上述感应器共振器系形成于第1光子晶体构内,而 基准共振器系形成于第2光子晶体构造内,基准共 振器系以与感应器共振器的特定波长不同的波长 使电磁波共振; 上述检测器具备输出强度计,输出显示来自上述感 应器共振器的上述特定波长的电磁波强度的检测 信号; 基准强度计,输出显示从上述基准共振器放出的电 磁波强度的基准信号;及 浓度计,将上述检测信号与基准信号比较,求得上 述特定波长的电磁波的衰减量,并计算成为该衰减 量之函数的上述对象物质的浓度。 10.如申请专利范围第2项之感应器,其中,上述产生 源供给包含不同波长之电磁波,而上述感应器共振 器以由对象物质决定的上述的特定波长可进行电 磁波的共振; 上述检测器选择从上述感应器共振器放出的特定 波长的电磁波,并基于显示所选择的特定波长的电 磁波强度的检测信号,计算对象物质的浓度。 11.如申请专利范围第2项之感应器,其中,上述电磁 波产生源系扫描电磁波且与时间一起使波长变化, 而上述感应器共振器以由对象物质决定的特定波 长可进行电磁波的共振,上述检测器取出从上述感 应器共振器放出的特定波长的电磁波强度,并基于 该电磁波强度计算对象物质的浓度。 12.如申请专利范围第10或11项之感应器,其中,由上 述的感应器导波路、感应器共振器及检测器构成 检测特定种类之对象物质的一个检测单元; 上述感应器具备复数检测单元,各个感应器共振器 为了检测不同种类之对象物质,以互异之波长的上 述电磁波进行共振。 13.如申请专利范围第10或11项之感应器,其中,于上 述感应器共振器设置感应体,该感应体与上述对象 物质反应而使在感应器共振器内进行共振的波长 变化,并以特定波长使电磁波共振。 14.如申请专利范围第10或11项之感应器,其中,上述 光子感应器要素具备2个感应器共振器; 一感应器共振器形成有与上述对象物质反应而使 在感应器共振器内进行共振的波长变化的感应体; 上述2个感应器共振器系相互电磁耦合并供给合成 电磁波,将此输出给上述检测器。 15.如申请专利范围第10或11项之感应器,其中,复数 之上述感应器共振器系以2维排列配置; 复数之上述检测器系以2维排列配置,且分别结合 于上述感应器共振器,求得来自各感应器共振器之 上述的特定波长的电磁波强度; 上述的检测器针对各感应器共振器求得对象物质 的浓度,并供给跨过上述感应器共振器之排列的浓 度分布。 16.如申请专利范围第1项之感应器,其中,上述产生 源供给不同波长之电磁波,而上述感应器共振器以 由对象物质决定的特定波长可进行电磁波的共振; 复数之上述感应器共振器系以2维排列配置; 复数之上述检测器系以2维排列配置,且分别结合 于感应器共振器,求得来自各感应器共振器之上述 的特定波长的电磁波强度; 复数之上述感应器共振器系分别设定为以不同特 定波长的电磁波进行共振; 复数之上述检测器系基于从上述感应器共振器放 出的特定波长的电磁波强度,利用特定不同对象物 质之存在,供给2维面内之不同对象物质的分布。 17.如申请专利范围第2项之感应器,其中,上述感应 器共振器系使特定波长之电磁波共振; 在上述感应器导波路上,在与上述感应器共振器电 磁耦合之处设置感应体; 上述感应体利用与对象物质反应而使上述感应器 导波路与感应器共振器间的实效导波路长度变化, 以使从上述感应器共振器放出的电磁波强度变化; 上述检测器系基于电磁波的强度变化计算对象物 质的浓度。 18.如申请专利范围第2项之感应器,其中,2个上述感 应器共振器系设于上述光子感应器要素内且相互 电磁耦合,均使特定波长之电磁波共振; 在上述2个感应器共振器间的能量耦合路上设置感 应体,该感应体利用与对象物质反应而使能量耦合 路的实效导波路长度变化,以使从感应器共振器放 出的电磁波强度变化; 上述检测器系基于电磁波的强度变化计算对象物 质的浓度。 19.如申请专利范围第1项之感应器,其中,上述光子 感应器要素具有第1光子晶体构造及第2光子晶体 构造,此等第1及第2光子晶体构造相互不同,且于2 维排列中横向并排配置; 上述感应器导波路,系由输入导波路与输出导波路 所构成,此等输入导波路与输出导波路相互平行延 出,同时,分别沿第1光子晶体构造全长延出而到达 第2光子晶体构造内; 上述感应器共振器系在第1光子晶体构造内,配置 于上述输入导波路与输出导波路间; 上述输入导波路之长度方向一端,在离开上述第2 光子晶体构造处形成有接收来自电磁波产生源的 电磁波的输入口; 在上述输出导波路之长度方向一端,在离开上述第 2晶体构造处形成有将在上述感应共振器中以特定 波长共振的电磁波放出的输出口; 在上述输入导波路上,在第1光子晶体构造及第2光 子晶体构造的界面,形成有将上述的特定波长的电 磁波反射于输入口侧的输入反射部; 在上述输出导波路上,在第1晶体构造及第2晶体构 造的界面,形成有将上述的特定波长的电磁波反射 于输出口侧的输出反射部; 在输入导波路与输出导波路之各个,在跨过第1光 子晶体构造及第2光子晶体构造的部分形成感应体 ,该感应体系利用与对象物质反应而使上述输入反 射部及输出反射部之反射效率变化,其结果以使于 上述的检测器之电磁波的强度变化; 上述检测器系基于电磁波强度的变化,计算对象物 质的浓度。 20.如申请专利范围第1项之感应器,其中,设置监视 表示环境状态的环境参数的控制器,该控制器系基 于环境参数补偿上述感应器共振器之光学特性,以 上述的特定波长使电磁波共振者。 21.如申请专利范围第20项之感应器,其中,于上述光 子感应器要素设置加热器,该加热器系藉由上述控 制器进行动作,用以补偿上述的感应器共振器之光 学特性。 22.如申请专利范围第1项之感应器,其中,设置除取 补足于上述感应器共振器上的对象物质乃至杂质 的恢复手段。 23.如申请专利范围第22项之感应器,其中,上述的恢 复手段系设于上述光子感应器要素侧的加热器,藉 由热将对象物质乃至杂质从共振器放出。 24.如申请专利范围第1项之感应器,其中,具备调制 从产生源供给导波路的电磁波的波长或强度之调 制手段。 25.一种对象物质之检测方法,系检测对象物质的浓 度的方法,其包含有: 使用具备导入电磁波的感应器导波路及与此电磁 耦合而使特定波长的电磁波共振的感应器共振器 的光子感应器要素; 将上述的感应器共振器曝露于包含对象物质的大 气中; 将包含上述的特定波长的电磁波导入上述感应器 导波路; 于上述的感应器共振器中检测共振的电磁波之强 度; 分析上述的强度并计算对象物质的浓度。 图式简单说明: 第一图为显示本发明之感应器之第1实施形态的概 要图。 第二图为同上的功能方块图。 第三图为说明同上的浓度检测的曲线图。 第四图为显示同上使用的光子感应器要素的又一 例的立体图。 第五图为显示同上使用的光子感应器要素的再一 例的立体图。 第六图为显示同上使用的光子感应器要素的再一 例的立体图。 第七图为显示同上使用的光子感应器要素的再一 例的立体图。 第八图为显示同上使用的光子感应器要素的再一 例的立体图。 第九图为显示本发明之感应器之第2实施形态的概 要图。 第十图为显示本发明之感应器之第3实施形态的概 要图。 第十一图为同上的功能方块图。 第十二图为说明同上的浓度检测的曲线图。 第十三图为显示同上使用的光子感应器要素的立 体图。 第十四图为显示包含第十三图所示感应器共振器 的部分的局部放大上面图。 第十五图为显示包含第十三图所示感应器共振器 的部分的局部放大剖面图。 第十六图为显示同上使用的光子感应器要素的另 一例的立体图。 第十七图为显示同上使用的光子感应器要素的又 一例的立体图。 第十八图为显示同上使用的光子感应器要素的再 一例的立体图。 第十九图为显示同上使用的光子感应器要素的再 一例的立体图。 第二十图为显示同上使用的光子感应器要素的再 一例的立体图。 第二十一图为显示本发明之感应器之第4实施形态 的概要图。 第二十二图为同上的功能方块图。 第二十三图为显示本发明之感应器之第5实施形态 的概要图。 第二十四图为显示同上使用的光子感应器要素的 另一例的立体图。 第二十五图为显示同上使用的光子感应器要素的 又一例的立体图。 第二十六图为显示本发明之感应器之第6实施形态 的概要图。 |
