[发明专利]基于滤波结构分光的红外光谱式MEMES气敏传感器

权利要求书

1.一种基于滤波结构分光的红外光谱式MEMES气敏传感器，通过分析气体的红外吸收谱，确定气体的成分和浓度，其特征在于，该气敏传感器由集成在硅衬底上的红外光源(1)、分析气室(2)、光子晶体滤波器(3)和红外光强检测阵列(4)构成。

2.根据权利要求1所述的基于滤波结构分光的红外光谱式MEMES气敏传感器，其特征在于，所述红外光源(1)为热辐射光源，为该气敏传感器提供宽谱辐射能量。

3.根据权利要求1所述的基于滤波结构分光的红外光谱式MEMES气敏传感器，其特征在于，所述分析气室(2)为硅衬底上刻蚀出的盒状结构，该结构与待测环境相通，其内气体为传感器的分析对象。

4.根据权利要求1所述的基于滤波结构分光的红外光谱式MEMES气敏传感器，其特征在于，所述光子晶体滤波器(3)为硅衬底上刻蚀出的二维孔洞结构。

5.根据权利要求4所述的基于滤波结构分光的红外光谱式MEMES气敏传感器，其特征在于，所述光子晶体滤波器(3)由不同参数的光子晶体带阻滤波器并行排布组成，各带阻滤波器的有效滤波波段相邻而不重复。

6.根据权利要求1所述的基于滤波结构分光的红外光谱式MEMES气敏传感器，其特征在于，所述红外光强检测阵列(4)为InGaAs光电二极管线型阵列，各二极管均工作在反偏状态，并将入射其上的光强转化为电信号输出。

7.根据权利要求1所述的基于滤波结构分光的红外光谱式MEMES气敏传感器，其特征在于，所述光子晶体滤波器(3)不同通道的输出端对应红外光强检测阵列(4)上不同的二极管。

8.根据权利要求1所述的基于滤波结构分光的红外光谱式MEMES气敏传感器，其特征在于，

所述红外光源(1)发出的红外光穿过分析气室(2)后，经光子晶体滤波器(3)不同的通道出射；

光子晶体滤波器(3)各通道出射的红外光在相应的二极管上成像，且其光强由二极管转化为电信号输出至信号处理电路；

二极管上得到的电信号代表滤除相应波长的红外光后的强度，而不同二极管输出信号之差体现了透过气室后的红外光中不同波长的强度之差；

红外光强检测阵列(4)得到的信号为分析气室内气体透射谱的反相信息；

将红外光强检测阵列(4)上采样到的信号与预存的校正模型进行对比，计算出待测气体的红外透射谱，透射谱的吸收峰位置体现了气体种类，透射谱的吸收强度则体现了气体浓度。