Integrated optical waveguide chemical sensor with bragg grating

Details Integrated optical waveguide chemical sensor with bragg grating Integrated optical waveguide chemical sensor with bragg grating

G - Physics

01

N

G01N 21/77 (2006.01) G02B 6/12 (2006.01) G02B 6/124 (2006.01) G02B 6/30 (2006.01)

Patent

CA 2346137

In an optical device including a Bragg grating (4), such as a gas or vapour sensor, a planar optical waveguide layer (2) is carried on a substrate (1) and has a cladding layer (3). Light from a source (7) is transmitted via an input fibre (6) along the waveguide layer (2) to be incident on the Bragg grating (4) at an angle which results in Bragg scattering from it. The scattered radiation is monitored to determine the concentration of the gas to which the sensor is exposed, the effective index of the waveguide (2) varying with changes in concentration of the gas. To obtain high sensitivity, edge surface (5) of the substrate (1) and waveguide layer (2) is curved, permitting the input fibre (6) to be adjusted in position to satisfy the Bragg angle at the grating (4) for a particular device geometry. Thus variations in dimensions of the device because of manufacturing tolerances may be accommodated. Also, the same device may be used with different light sources by suitably positionning the input fibre (6) relative to the grating (4).

Dans un dispositif optique comportant un réseau de Bragg (4), tel qu'un détecteur de gaz ou de vapeur, un substrat (1) est recouvert d'une couche guide d'ondes optique plan (2) et d'une couche de métallisation (3). Une lumière provenant d'une source donnée (7) est émise par l'intermédiaire d'une fibre d'entrée (6) le long de la couche guide d'ondes (2), de façon que l'angle d'incidence sur le réseau de Bragg soit tel qu'il conduise à la diffusion de Bragg (4). On surveille le rayonnement diffusé pour déterminer la concentration de gaz auquel le détecteur est exposé, l'indice effectif du guide d'ondes (2) évoluant en fonction de variations de concentration du gaz. Pour une plus grande sensibilité, la surface de bord (5) du substrat (1) et de la couche du guide d'ondes (2) est incurvée, ce qui permet à la fibre d'entrée (6) d'être positionnée de telle sorte que l'angle de Bragg puisse être respecté au niveau du réseau (4), pour une géométrie particulière du dispositif. Ainsi, on peut tenir compte des variations de dimensions du dispositif dues aux tolérances de fabrication. On peut également utiliser le même dispositif avec différentes sources de lumière en positionnant correctement le fibre d'entrée (6) par rapport au réseau (4).

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