[发明专利]一种基于微纳波导微形变探测装置

权利要求书

1.一种基于微纳波导微形变探测装置，其特征在于，包括贴附在待测物表面并能随待测物发生形变时自身引起变形的可形变接触部(1)，所述可形变接触部(1)内水平分布有与可形变接触部(1)的底面相平行布置的微纳结构波导(2)；

所述微纳结构波导(2)包括呈线性阵列分布并能够在可形变接触部(1)变形时发生波导周期变化的光栅波导(201)以及与光栅波导(201)相垂直布置的直波导(202)；所述光栅波导(201)的一端为光信号输入端(203)，另一端为反射端(204)，所述直波导(202)垂直设置在靠近光栅波导(201)的光信号输入端(203)的栅区附近，所述直波导(202)远离光栅波导(201)的一端为信号输出端。

2.根据权利要求1所述的一种基于微纳波导微形变探测装置，其特征在于，所述可形变接触部(1)包括自下而上依次分布的粘附层(101)、柔性层(102)和保护层(103)；

所述粘附层(101)设置在柔性层(102)的下侧并且二者紧密贴合，所述柔性层(102)的上侧铺设有微纳结构波导(2)并通过保护层(103)封装覆盖，所述直波导(202)靠近光栅波导(201)的一端与光栅波导(201)保留有间隙。

3.根据权利要求2所述的一种基于微纳波导微形变探测装置，其特征在于，所述可形变接触部(1)还包括设置在柔性层(102)上侧面位置并能在变形受压时产生电荷的压电材料层(104)，所述光栅波导(201)和光栅波导(201)均设置在压电材料层(104)的上表面。

4.根据权利要求3所述的一种基于微纳波导微形变探测装置，其特征在于，所述压电材料层(104)为有机压电材料薄膜。

5.根据权利要求4所述的一种基于微纳波导微形变探测装置，其特征在于，所述压电材料层(104)所采用的有机压电材料薄膜优选为聚偏氟乙烯压电薄膜。

6.根据权利要求2-5任一所述的一种基于微纳波导微形变探测装置，其特征在于，所述直波导(202)与光栅波导(201)之间的间隙距离小于500纳米且大于20纳米，所述光栅波导(201)的反射端(204)的宽度大于光栅波导(201)的宽度。

7.根据权利要求6所述的一种基于微纳波导微形变探测装置，其特征在于，所述直波导(202)与光栅波导(201)之间的间隙距离小于200纳米且大于30纳米。

8.根据权利要求6所述的一种基于微纳波导微形变探测装置，其特征在于，所述光栅波导(201)的宽度为220纳米，高度为100纳米，栅格间距为200纳米，每个栅格宽度为200纳米；所述直波导(202)的宽度为220纳米，长度为2.5微米，高度为100纳米；所述直波导(202)与光栅波导(201)之间的间隙距离为40纳米。

9.根据权利要求6所述的一种基于微纳波导微形变探测装置，其特征在于，所述光栅波导(201)和直波导(202)均为硅材料。

10.根据权利要求7-9任一所述的一种基于微纳波导微形变探测装置，其特征在于，所述柔性层(102)的材料为聚酰亚胺，所述柔性层(102)的厚度为1微米；所述保护层(103)采用透明聚酰亚胺材料，透光率大于80％，厚度为1微米。