(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211017283.1 (22)申请日 2022.08.24 (71)申请人 合肥工业大 学 地址 230009 安徽省合肥市屯溪路193号 申请人 滁州怡然传感技 术研究院有限公司 (72)发明人 章伟　张子贤　胡雪峰　路珊珊　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 专利代理师 王美章 (51)Int.Cl. G01J 3/02(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种基于平面光波导平台的微型光谱仪及 其制作方法 (57)摘要 本发明是一种基于平面光波导平台的微型 光谱仪及其制作方法。 该光谱仪包括用于限制光 传播的包覆层和芯层、 用于连接光纤的光纤耦合 接口、 用于反射的凹面反射镜、 用于分光且刻画 在光波导平台上的反射光栅、 CCD探测器。 分析复 色光通过光纤耦合接口， 由反射镜反射进入光栅 进行分光， 直接由CCD探测器探测分析， 形成光 谱。 该装置大大减小了光谱仪的尺寸， 实现了高 精度的分光， 可用于小型设备的开发。 采用一体 化封装， 结构更加紧凑。 该装置体积小， 精度高， 模块化组装， 可用于大规模生产。 权利要求书2页 说明书3页 附图2页 CN 115326200 A 2022.11.11 CN 115326200 A 1.一种基于平面光波导平台的微型光谱仪， 包括光波导平台， 其特征在于， 所述光波导 平台包括： 一芯层； 两层包覆层， 与所述芯层通过紫外 压印组装在一 起， 光在芯层 传播； 所述芯层 （2） 上与包覆层 （1） 接触的两个表面镀有起反射作用限制光在芯层传播的材 料； 所述光波导平台上加工有： 光纤耦合接口 （3） ； 反射光栅 （5） ； 凹面反射镜 （4） ； CCD探测器 （6） ； 分析复色光通过所述光纤耦合接口 （3） 进入所述芯层， 由凹面反射镜 （4） 反射进入反射 光栅 （5） 进行分光， 反射光栅 （5） 用于将从凹面反射镜 （4） 接收到的特定波长范围内的复色 光分解为不同的单色光输出， 使不同波长的光以固定间距聚焦在CCD探测 器 （6） 上， 直接由 CCD探测器探测分析， 形成光谱。 2.根据权利要求1所述的基于平面光波导平台的微型光谱仪， 其特征在于， 所述起反射 作用限制光在芯层 传播的材 料为铝或金。 3.根据权利要求1所述的基于平面光波导平台的微型光谱仪， 其特征在于， 所述反射光 栅 （5） 直接刻画制造在光波导平台上。 4.根据权利要求1所述的基于平面光波导平台的微型光谱仪， 其特征在于， 所述反射光 栅 （5） 具有非均匀性间距， 这些不均匀间距用于根据不同波长以固定间隔将光聚焦在所述 CCD探测器 （6） 上。 5.根据权利要求1~4中任一所述基于平面光波导平台的微型光谱仪的制作方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 制作平面光波导平台的原始模具， 厚度 为500 μm的金属原始模具， 其为芯层 （2） 的厚 度； S2、 然后通过复制成型工艺， 使用金属原 始模具精确复制P DMS印章， 厚度约为10m m； S3、 将UV树脂滴入并填充到带有芯层 （2） 图案的PDMS印章中， UV树脂在氮气环境中以 110 mJ/cm2的紫外线照射60  s后固化制成芯层 （2） ， 在芯层 （2） 上与包覆层 （1） 接触的两个 表面镀一层起反射作用限制光在芯层 传播的材 料； S4、 制作包覆层， 厚度同样为5 00 μm； S5、 将制作好的包覆层 （1） 和芯层 （2） 层压在一 起， 制成光波导平台； S6、 将CCD探测器 （6） 和凹面反射镜 （4） 采用光学紫外胶粘接在 所述光波导平台上； 光纤 耦合接口 （3） 熔接在所述 光波导平台上； 在平面光波导平台上通过光刻方法刻画一系列锯齿状间距不均匀的斜槽， 再镀上一层 铝膜或金膜， 形成所述反射 光栅 （5） 。 6.根据权利要求5所述的基于平面光波导平台的微型光谱仪的制作 方法， 其特征在于， 所述芯层材 料为UV树脂、 二氧化硅、 氮化硅、 氮氧化硅和聚合物中的任意 一种。 7.根据权利要求5所述的基于平面光波导平台的微型光谱仪的制作 方法， 其特征在于，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115326200 A 2所述包覆层材 料为UV树脂、 二氧化硅、 氮化硅、 氮氧化硅和聚合物中的任意 一种。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115326200 A 3