[发明专利]一种基于片上集成光波导生物传感器芯片的折射率检测方法

权利要求书

1.一种基于片上集成的光波导生物传感器芯片的折射率检测方法，其特征在于：该检测方法采用的检测装置包括一个集成的宽带光源、一个微环传感区域、一个阵列波导光栅、一个集成的探测器阵列，所述的宽带光源和微环传感区域的输入端相连接，所述的阵列波导光栅包括三条输入阵列波导和至少三条输出阵列波导，所述的三条输入阵列波导中的中间一条输入波导和微环传感区域的下载端输出波导相连接，其余两条输入波导关于中间输入波导呈对称分布，所述的至少三条输出阵列波导和一个具有相同数目的探测器阵列相连接；传感微环在检测物质中随外界环境温度变化的波长漂移量和阵列波导光栅随外界环境温度变化的波长漂移量相同，即二者具有相同的温度相关性；

所述折射率检测方法采用重心检测方法，包括如下过程：

传感微环的中心响应波长λ_ring所对应的光场经过中心输入波导I₀进入阵列波导光栅中传输，经输出阵列波导输出，再耦合入探测器阵列中，并且探测器阵列中的第#i个探测器接收到的光功率为Power_i(λ_ring)，利用重心算法推算出传感微环在t时刻的中心谐振波长即：λ_i_I₀表示第#i个输出通道的中心响应波长，将该波长与传感微环的初始响应波长比较就推算出传感微环中进行物质检测后的波长漂移量Δλ；再根据波长漂移量Δλ和所检测物质折射率之间的标定关系，就推算出实际检测物质的折射率。

2.如权利要求1所述的一种基于片上集成的光波导生物传感器芯片的折射率检测方法，其特征在于：所述阵列波导光栅具有三根输入波导，分别标记为I_-1、I₀和I₁，I₀为中心输入波导且与微环传感区域的下载端输出波导相连接，I_-1和I₁关于I₀对称，输入波导I₀和阵列波导光栅的第一个平板波导之间插入了一段线性锥形展宽区域，同时输入波导I_-1和I₁在与阵列波导光栅第一个平板波导的连接处的入口宽度和输出阵列波导在与第二个平板波导的连接处的入口宽度相同。

3.如权利要求1或2所述的一种基于片上集成的光波导生物传感器芯片的折射率检测方法，其特征在于：所述的微环传感区域含有N个微环时，N为整数且N≥2，各微环之间具有相同的波导结构参数以及不同的环周长；阵列波导光栅的输出阵列波导被分割成独立的N组，每一组对应一个微环的检测，并分别利用重心算法推算出每一组对应的微环的谐振波长信息。