(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 202211021126.8 (22)申请日 2022.08.24 (71)申请人 中国电信股份有限公司 地址 100033 北京市西城区金融大街31号 (72)发明人 黄君雅　 (74)专利代理 机构 北京律智知识产权代理有限 公司 11438 专利代理师 王辉 (51)Int.Cl. G01N 21/01(2006.01) G01N 21/03(2006.01) G01N 21/41(2006.01) (54)发明名称 气体传感器件 (57)摘要 本公开涉及传感器领域， 尤其涉及气体传感 器件。 该气体传感器件包括： 光子晶体， 包括光入 射端口、 第一光和第二光出射端口以及由介质柱 排列构成的分束器单元和环行器单元； 微纳反射 器， 包括对于目标气体参数敏感的反射层， 且反 射层位于环行器单元的入射端口和出射端口之 间； 气体参数计算模块， 用于根据从第一和第二 光出射端口出射的光信号的光程差计算目标气 体参数； 其中， 分束器单元用于将光入射端口接 收的光信号分束为第一模态光信号和第二模态 光信号； 第一模态光信号从第一光出射端口出 射， 第二模态 光信号依次经由环行器单元的入射 端口、 反射层、 环行器单元的出射端口后从第二 光出射端口出射。 本公开可以降低光学型气体传 感器件的体积。 权利要求书2页 说明书9页 附图2页 CN 115389423 A 2022.11.25 CN 115389423 A 1.一种气体传感器件， 其特 征在于， 包括： 光子晶体， 包括光入射端口、 第 一光出射端口、 第 二光出射端口以及由介质柱排列构 成 的分束器单 元和环行器单 元； 微纳反射器， 包括对于目标气体参数敏感的反射层， 且所述反射层位于所述环行器单 元的入射端口和出射端口之间； 气体参数计算模块， 用于根据从所述第 一光出射端口出射的光信号和从所述第 二光出 射端口出射的光信号的光 程差计算目标气体参数； 其中， 所述分束器单元用于将光入射端口接收的光信号分束为第 一模态光信号和第 二 模态光信号； 所述第一模态光信号从所述第一光出射端口出射， 所述第二模态光信号依 次 经由所述环行器单元 的入射端口、 所述反射层、 所述环行器单元 的出射端口后 从所述第二 光出射端口出射。 2.根据权利要求1所述的气体传感器件， 其特 征在于， 所述分束器单 元包括： 第一光波导， 其第一端与所述 光入射端口连通； 第二光波导， 其第一端与所述第一光波导的第二端连通， 其第二端与所述第一光出射 端口连通； 第一介质柱排列结构， 位于所述第二光波导； 所述第一介质柱排列结构对所述第一模 态光信号 为通带， 对所述第二模态光信号 为禁带； 第三光波导， 其第一端与所述第一光波导的第二端连通， 其第二端与所述环行器单元 的入射端口连通； 第二介质柱排列结构， 位于所述第三光波导； 所述第二介质柱排列结构对所述第二模 态光信号 为通带， 对所述第一模态光信号 为禁带。 3.根据权利要求1所述的气体传感器件， 其特 征在于， 所述环行器单 元包括： 第四光波导， 其第一端为所述环行器单元的入射端口， 其第二端为所述环行器单元的 出射端口； 第五光波导， 其第 一端与所述第四光波导连通且连通处位于所述环行器单元的入射端 口和出射端口之间， 其第二端与所述反射层对接； 第三介质柱结构， 位于所述第 四光波导和第五光波导的连通处， 用于控制光信号不可 逆的依次通过所述环行器单元 的入射端口、 所述第 五光波导的第二端、 所述环行器单元 的 出射端口。 4.根据权利要求1所述的气体传感器件， 其特 征在于： 所述第一模态光信号 为TM偏振 模态， 所述第二模态光信号 为TE偏振 模态； 或者， 所述第一模态光信号 为TE偏振 模态， 所述第二模态光信号 为TM偏振 模态。 5.根据权利要求1～4任意 一项所述的气体传感器件， 其特 征在于， 所述反射层包括： 基底； 镜面层， 附着在所述基底面向所述环行器单 元的一面； 微纳结构膜层， 附着在所述镜面层； 所述微纳结构膜层的折射率能够随着所述目标气 体参数的不同而产生相应的变化。 6.根据权利要求5所述的气体传感器件， 其特 征在于， 所述 微纳反射器， 包括： 第一反射层， 所述第一反射层对于第一目标气体参数 敏感；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115389423 A 2第二反射层， 所述第二反射层对于第二目标气体参数 敏感； 其中， 所述第一目标气体参数不同于所述第二目标气体参数。 7.根据权利要求6所述的气体传感器件， 其特 征在于， 所述 微纳反射器， 包括： 切换控制机构， 与所述第一反射层以及第二反射层连接； 用于根据第一切换操作移动 所述第一反射层至能够反射所述第二模态光信号的预设位置； 以及， 根据第二切换操作移 动所述第二反射层至所述预设位置 。 8.根据权利要求1所述的气体传感器件， 其特 征在于， 所述气体参数计算模块包括： 光程差检测单元， 用于检测从所述第 一光出射端口出射的光信号和从所述第 二光出射 端出射的光信号的光 程差； 存储单元， 用于存 储光程差数值与目标气体参数 数值之间的映射关系； 气体参数确定单元， 用于根据检测到的光程差以及所述映射关系， 确定检测到的光程 差对应的目标气体参数 数值。 9.根据权利要求1所述的气体传感器件， 其特 征在于， 所述气体传感器件 还包括： 气流通道， 包括待测气体入口以及待测气体出口， 且所述微纳反射器位于所述气流通 道的待测气体入口和 测气体出口之间。 10.根据权利要求6或7任意一项所述的气体传感器件， 其特征在于， 所述第 一目标气体 参数为待测气体的氢气浓度， 所述第二目标气体参数为待测气体的湿度。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115389423 A 3