광센서 모듈 및 이를 포함하는 광센서 장치
OPTICAL SENSOR AND OPTICAL SENSOR APPARATUS INCLUDING THE SAME
특허 요약
본 발명의 실시 예에 따른 광센서 모듈은 센싱 대상물질을 포함하는 센싱 대상물질 층, 상기 센싱 대상물질 층의 상부에 위치한 제1유전체 층, 상기 제1유전체 층의 상부에 위치하며, 상기 제1유전체 층과 서로 다른 굴절률을 가지는 제2유전체 층 및 상기 제2유전체 층의 상부에 위치하며, 고굴절률을 가지는 제1격자와 저굴절률을 가지는 제2격자를 포함하는 고 대비 격자(High Contrast Grating(HCG)) 층을 포함한다.
청구항
번호청구항
1

광센서 모듈에 있어서,최하층에 배치되어, 센싱 대상물질을 포함하는 센싱 대상물질 층;상기 센싱 대상물질 층의 상부에 위치한 제1유전체 층;상기 제1유전체 층의 상부에 위치하며, 상기 제1유전체 층과 서로 다른 굴절률을 가지는 제2유전체 층; 및상기 제2유전체 층의 상부에 위치하며, 고굴절률을 가지는 제1격자와 저굴절률을 가지는 제2격자를 포함하는 고 대비 격자(High Contrast Grating(HCG)) 층을 포함하며,상기 제1격자는 상기 제2격자의 굴절률의 2배보다 큰 굴절률을 가지고,상기 광센서 모듈의 분해능은, 상기 제2유전체 층의 두께에 비례하며,상기 센싱 대상물질을 센싱하기 위한 광 신호는,외부 광원에서 출력되어, 상기 고 대비 격자 층에 의해 상기 제1유전체 층으로 집속되어 전달되며, 상기 센싱 대상물질의 굴절률에 기초하여 반사된 뒤, 상기 제1유전체 층, 상기 제2유전체 층, 상기 고 대비 격자 층을 통하여 상기 광센서 모듈의 외부로 출력되며, 집속된 상기 광 신호는 공진 조건을 만족하며, 상기 센싱 대상물질의 굴절률에 따라 위상이 달라지는, 광센서 모듈.

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제1항에 있어서,상기 광센서 모듈은,상기 고 대비 격자층의 상부에 위치하는 유전체 기판을 더 포함하는, 광센서 모듈.

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제1항에 있어서,상기 고 대비 격자 층은,상기 제1격자와 상기 제2격자가 반복되는 패턴으로 구성되는, 광센서 모듈.

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제1항에 있어서,상기 제2격자는,상기 제2유전체 층의 굴절률보다 큰 굴절률을 가지는, 광센서 모듈.

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제1항에 있어서,상기 제1유전체 층은,상기 제2유전체 층의 상기 굴절률보다 큰 굴절률을 가지는, 광센서 모듈.

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제1항에 있어서,상기 고 대비 격자 층의 두께는,상기 광 센서 모듈의 폭에서 상기 제1격자가 차지하는 폭의 비율, 및 반사율 특성에 따라 결정되는, 광센서 모듈.

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제1항에 있어서,상기 제1유전체 층의 두께는,상기 광 신호의 위상 변화 스펙트럼 및 결정된 상기 제2유전체 층의 두께에 기초하여 결정되는, 광센서 모듈.

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광센서 모듈;상기 광센서 모듈로 센싱 대상물질을 감지하기 위한 광 신호를 조사하는 광원;상기 광센서 모듈의 상기 센싱 대상물질의 굴절률에 기초하여 반사된 상기 광 신호를 검출하는 광 검출기; 및상기 광 검출기에 의해 검출되며, 상기 센싱 대상물질의 굴절률에 따라 위상이 달라지는 상기 광 신호의 위상에 기초하여 상기 센싱 대상물질을 감지하는 프로세서를 포함하며,상기 광센서 모듈은,상기 광센서 모듈의 최하층에 배치되어, 상기 센싱 대상물질을 포함하는 센싱 대상물질 층;상기 센싱 대상물질 층의 상부에 위치한 제1유전체 층;상기 제1유전체 층의 상부에 위치하며, 상기 제1유전체 층과 서로 다른 굴절률을 가지는 제2유전체 층; 및상기 제2유전체 층의 상부에 위치하며, 고굴절률을 가지는 제1격자와 저굴절률을 가지는 제2격자를 포함하는 고 대비 격자(High Contrast Grating(HCG)) 층을 포함하며, 상기 제1격자는 상기 제2격자의 굴절률의 2배보다 큰 굴절률을 가지고,상기 광센서 모듈의 분해능은, 상기 제2유전체 층의 두께에 비례하며,상기 센싱 대상물질을 센싱하기 위한 광 신호는,상기 광원에서 출력되어, 상기 고 대비 격자 층에 의해 상기 제1유전체 층으로 집속되어 전달되며, 상기 센싱 대상물질의 굴절률에 기초하여 반사된 뒤, 상기 제1유전체 층, 상기 제2유전체 층, 상기 고 대비 격자 층을 통하여 상기 광센서 모듈의 외부로 출력되며, 집속된 상기 광 신호는 공진 조건을 만족하는, 광센서 장치.

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