用于可见光波长至红外波长的纳米机电干涉仪

1.本公开涉及一种片上干涉仪和一种包括所述干涉仪的光谱仪。


背景技术：

2.光学光谱仪是一种能够测量电磁波谱范围内与波长相关的光强度的仪器。常见类型的光谱仪是傅里叶变换光谱仪。这些通常基于干涉仪，例如，马赫-曾德尔(mach-zehnder)干涉仪，其中光学信号被分成两个独立的路径，并且一个路径的光学信号由于不同的路径长度而被延迟，然后组合光学信号，从而产生干涉。每个波长的光强度可以通过对测得的数据(每个时间延迟处的光强度)执行傅里叶变换(ft)来获得。
3.光谱仪的关键品质因数是其带宽(它可以测量的光谱)和分辨率(针对测量的质量的能力)。目标带宽和分辨率决定干涉仪中所需的时间延迟步长的大小，即，可以应用和检测的分离光学信号的相对路径长度的最小变化。
4.市售光谱仪的当前技术状态是基于光栅或与光电探测器相结合的体干涉仪，并且它们通常包含大型可移动机械组件。已经出现了宽带和高分辨率的光学光谱仪，然而，虽然它们提供了出色的规格，但它们既不便宜也不适合四处移动，即，它们由于其体积和重量而不便携。虽然已经出现了更小的光谱仪，但它们的光谱分辨率有限。有限的光谱分辨率使其不适用于诸如光学询问器等广泛的应用。尽管这些装置的光谱分辨率会有所改善，但它们仍然过于庞大以至于无法集成，作为例如未来智能手机中的健康监测传感器。
5.van acoleyen，k.等人的ultracompact phase modulator based on a cascade of nems-operated slot waveguides fabricated in silicon-on-insulator(基于在绝缘体硅片上制造的nems操作槽波导级联的超紧凑相位调制器)，ieee photonics j.4,779
–
788(2012)公开了一种基于三个5.8μm长的纳米机电操作槽波导的级联的相位调制器，其中，电压被施加在独立式槽波导上以改变槽宽度，从而产生有效的指数变化并因此产生相变。采用级联结构，可以在不减小速度的情况下增强效果。在三个独立式槽的级联上观察到40
°
的相变。因此，这种在槽波导上运行的基于nems的相位调制器实现了仅40
°
的相移。
6.huang,x.-l.等人的investigation on an ultra-compact mach
–
zehnder interferometer electro-optic switch using poled-polymer/silicon slot waveguide(使用极化聚合物/硅槽波导研究超紧凑型马赫-曾德尔干涉仪电光开关)opt quant electron 47,3783
–
3803(2015)公开了一种在1550nm下运行的马赫-曾德尔开关，该开关利用嵌入在极化聚合物材料中的槽波导并利用折射率调制的电光效应，以借助于具有100nm槽宽度的350μm长的马赫-曾德尔区域来实现π/2相移。


技术实现要素：

7.本发明人已经意识到，对于具有高光谱分辨率的小型且便宜的光谱仪存在显著的需求。令人惊讶的是，本发明人已经发现了如何通过使用基于槽波导的可调谐芯片级干涉仪来实现这一点，并且其中，可以通过充分地控制槽波导(例如，通过采用悬挂的槽波导)在
干涉仪中引起更长的时间延迟。更长的时间延迟提供了高光谱分辨率。槽波导是在亚波长尺度的低折射率区域中引导受限光的光学波导。
8.因此，本公开涉及一种片上干涉仪，包括：-用于传播光学信号的波导，该波导包括
●
输入波导；
●
至少两个干涉仪臂，包括一个或多个槽波导；以及
●
输出波导；其中，该输入波导被分成该至少两个干涉仪臂，该至少两个干涉仪臂被重新组合成该输出波导；以及-控制机构，被配置为通过修改一个或多个槽波导的一个或多个槽宽度来控制在两个干涉仪臂中传播的光学信号之间的相对时间延迟；并且其中，该相对时间延迟为至少1、2、5或至少10fs或者为光学信号的最长光学波长的至少一个光学周期。
9.干涉仪可以是被设计用于分析时间常数信号的特定关注波长的无源装置，因此它们被设计为引入特定时间延迟，其中，该时间延迟是相对于关注波长的。相反，本公开的干涉仪可以被配置为向光学信号引入至少1fs，或更优选地至少2fs，甚至更优选地至少5fs，或最优选地至少10fs的时间延迟。因此，相对时间延迟可能是光学信号的最高频率分量的时间延迟的若干倍大，例如，具有一光谱范围的光学信号的最长光学波长的至少1个，更优选地至少2个，甚至更优选地至少5个，或最优选地至少10个或更多个光学周期。1fs的相对时间延迟远大于约π/2的相移，并且比需要具有100nm槽宽度的350μm长的马赫-曾德尔区域高效得多。
10.片上干涉仪可以依赖于向所述装置的特定部分(例如，控制机构)提供正确的电压。在现有技术中已经提出了复杂的面外解决方案，其允许将电压施加到基于芯片的装置的电隔离部分。与此相反，pct/ep2020/082545公开了一种有效的面内解决方案，用于对基于芯片的装置的特定隔离部分进行电压控制。因此，当前公开的干涉仪的某些实施例可以受益于该文献的公开内容。
11.给定光学信号的典型频率，检测器通常测量在许多光学周期内累积的重新聚合的光学信号的强度。测得的信号的傅里叶变换(ft)以与波长成比例并且关键是与最大时间延迟成反比的分辨率产生信号中存在的每个频率分量的强度。
12.因此，本公开的干涉仪确保了高分辨率(频率分辨率)，因为该干涉仪被配置为在臂的光学信号之间引入是光学信号的最高频率分量的许多倍大的相对时间延迟。
13.优选地，干涉仪被设置在允许使用单个检测器，并结合在干涉仪的臂中传播的光学信号之间的相对时间延迟的可调性的配置中。这可能允许比目前可用的光谱仪明显更紧凑和/或更便宜的傅里叶变换光谱仪。
14.此外，本干涉仪可以在包括可见光谱到红外光谱的大带宽上是可操作的，覆盖例如指纹区域(5-9μm)，这对于医疗技术、医疗保健、生物科学中的应用、对于生产等很重要。大带宽可以部分归因于槽波导的使用，因为槽波导在很大程度上与波长无关。
15.优选地，控制机构被配置为控制一个或多个干涉仪臂中的光学信号的相对时间延迟。因此，控制机构可以被配置为在一个或多个干涉仪臂中传播的光学信号之间引入相对时间延迟，然后在输出波导中重新聚合光学信号。
16.优选地，控制机构被配置为通过修改一个或多个槽波导的一个或多个槽宽度来引起光学信号的相对时间延迟。槽宽度由槽波导的两个高折射率材料条带之间的距离给出。取决于光子槽模式的压缩，通过改变所述条带之间的距离，可以修改所得到的有效模式指数，从而修改槽中光的传播速度。因此，通过修改所述臂的槽宽度，可以在干涉仪的至少两个臂中传播的光学信号之间引入相对时间延迟。因此，相对时间延迟不一定由干涉仪的臂之间的物理路径长度的差引入，尽管这可能是相对时间延迟的附加促成因素。
17.因此，控制机构可以包括用于修改槽宽度的一个或多个电控致动器。槽宽度在干涉仪的一个臂中可以是静态的，而第二臂可以由所述致动器调谐，以在臂的光学信号之间引入相对时间延迟。电控致动器可以是提供槽宽度的控制的任何类型的致动器。例如，致动器可以是纳米机电(nems)致动器，例如，nems梳状驱动器。控制机构可以被配置为通过静电力(例如，通过控制两个导电梳之间的静电力)控制一个或多个槽宽度。
18.本公开还涉及一种傅里叶变换光谱仪，包括：如本文其他地方公开的片上干涉仪；检测器，被配置为测量重组光学信号；以及处理单元，被配置为对测得的重组光学信号进行光谱分析。
19.集成电路(ic)是使用半导体材料(例如硅，例如绝缘体上硅)通过平面技术制造的完整电路或电路组。因此，集成电路或准单片集成电路也可以被称为ic、芯片或微芯片、或平面ic、或芯片级装置。单片电路是完整电路或电路组，其中所有组件都制造在单个半导体材料(例如硅，例如绝缘体上硅)芯片中或之上。因此，单片电路不一定是平面电路。优选地，当前公开的片上干涉仪和/或傅里叶变换光谱仪适合集成在单片和/或平面的集成电路中，从而可以至少部分地利用标准cmos技术。
附图说明
20.图1示出了以纳米机电方式致动的干涉仪的示意图。
21.图2示出了处于200nm(图2a)和50nm(图2b)的槽宽度的光子槽模式。
22.图3示出了作为槽宽度的函数的有效模式指数。
23.图4a示出了包括两个臂的马赫-曾德尔干涉仪，每个臂包括槽模式波导。
24.图4b示出了作为下臂的槽宽度的函数的马赫-曾德尔干涉仪的测得的透射率和模拟的透射率。
25.图5示出了作为施加到梳状驱动致动器的电压的函数的马赫-曾德尔干涉仪的输出功率。
26.图6a至图6d示出了由纳米机电梳状驱动器致动的马赫-曾德尔干涉仪的扫描电镜图。
27.图7示出了作为施加到所述梳状驱动致动器的电压的函数的有源马赫-曾德尔干涉仪的一个臂的梳状驱动致动器的位移的计算值。
28.图8示出了作为梳状驱动致动器位移的函数的包括片上干涉仪的光谱仪的计算分辨率。
29.图9示出了作为槽宽度(槽间隙)变化的函数的包括片上干涉仪的光谱仪的计算分辨率。
30.图10示出了作为有效折射率的最大变化的函数的包括片上干涉仪的光谱仪的计
算分辨率。
31.图11a至图11d示出了根据本公开的实施例的干涉仪的实验数据。
具体实施方式
32.本公开涉及一种片上干涉仪，该片上干涉仪包括：用于传播光学信号的波导，该波导包括输入波导；至少两个干涉仪臂，该至少两个干涉仪臂包括一个或多个槽波导；以及输出波导；其中，输入波导被分成该至少两个干涉仪臂，该至少两个干涉仪臂被重新组合成输出波导；以及控制机构，该控制机构被配置为通过修改一个或多个槽波导的一个或多个槽宽度(例如，槽波导的平行条带之间的距离)来控制在两个干涉仪臂中传播的光学信号之间的相对时间延迟。
33.槽波导是在亚波长尺度的低折射率区域中引导强受限光的光波导。它通常由两个高折射率材料的条带或板组成，这两个高折射率材料的条带或板被亚波长尺度的低折射率槽区域分开，并由低折射率覆层材料包围。槽波导可以设置在基板上或设置为悬挂结构。在us 7,519,257中示例说明了槽波导，其中描述了高折射率对比度波导结构材料，其用于引导光通过低折射率材料。
34.在本公开的实施例中，片上干涉仪包括一个或多个干涉仪臂和关联的控制机构，该一个或多个干涉仪臂包括槽波导，该关联的控制机构用于例如通过控制在两个干涉仪臂中传播的光学信号之间的相对时间延迟来控制槽波导，例如通过修改一个或多个槽宽度。片上干涉仪的一个实施例包括用于传播光学信号的波导，该波导包括至少两个干涉仪臂，该至少两个干涉仪臂包括一个或多个槽波导。还可以设置至少一个输入波导和/或至少一个输出波导。输入波导可以被分成两个干涉仪臂，这两个干涉仪臂被重新组合成输出波导。有利地，控制机构被配置为例如通过修改一个或多个槽波导的一个或多个槽宽度(即，槽波导的平行条带之间的距离)来控制在两个干涉仪臂中传播的光学信号之间的相对时间延迟。
35.通常，干涉仪被设计为分析特定的关注波长。因此，它们通常被设计为在臂的光学信号之间引入相对于关注波长的特定相移。相比之下，本公开的干涉仪可以在臂的光学信号之间引入相对时间延迟，其中，时间延迟通常是光学信号的最高频率分量的很多倍大。在这方面，时间延迟被独特地定义，而相移仅具有以传播常数为模的物理含义。
36.这很重要，因为当具有与时间相关的强度s(t)的信号(无论是一个波长还是广谱)被延迟了相对时间τ并受到干涉时，在许多周期内积分的强度i(τ)直接对应于测量s(t)，其中，t≡τ。在这种光谱仪中测得的信号s(t)≡i(τ)的傅里叶变换(ft)以与波长成比例且关键地与最大时间延迟δτ成反比(带宽定理)的分辨率产生信号中存在的每个频率分量的强度i(f)。在λ＝1.5μm附近，以nm为单位的分辨率约为δλ＝8ps/δτ。
37.因此，要求最大时间延迟显著大于最高频率分量以产生具有有用分辨率的频谱。例如，在λ＝1.5μm的波长处，对应的周期为1/f≈5fs，臂的光学信号之间的相对时间延迟可能是δτ＝100fs，对应于20/f。上一段落中给出的公式可用于将分辨率近似为δλ＝80nm。
38.优选地，干涉仪被设置在允许使用单个检测器，并结合在干涉仪的臂中传播的光学信号之间的相对时间延迟的可调谐性的配置中。这可以使傅里叶变换光谱仪比目前可用的光谱仪便宜得多，而且可以显著地降低成本。
39.此外，本干涉仪可以在包括可见光谱到红外光谱的大带宽上是可操作的，覆盖例如指纹区域(5-9μm)，这对于医疗技术、医疗保健、生物科学中的应用、对于生产等很重要。大带宽可以部分归因于槽波导的使用，槽波导在很大程度上与波长无关。
40.优选地，干涉仪的至少一部分悬挂在(周围的)块状材料上。块状材料可以是隔离沟槽任一侧上的材料，例如导电材料。因此，悬挂结构可以被定位在隔离沟槽内并且悬挂在块状材料上。
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相对时间延迟引入
41.在本发明的一个实施例中，控制机构被配置为控制一个或多个干涉仪臂中的光学信号的相对时间延迟。控制机构可以被配置为引起一个或多个干涉仪臂中的光学信号的相对时间延迟。由此，控制机构可以在一个或多个干涉仪臂中传播的光学信号之间引入相对时间延迟。优选的是，干涉仪被配置为使得光学信号被分到包括一个或多个槽波导的至少两个干涉仪臂中，使得光学信号在每个干涉仪臂中传播。进一步优选的是，干涉仪包括控制机构，该控制机构被配置为通过修改一个或多个槽宽度来控制在两个或更多个干涉仪臂中传播的所述光学信号之间的相对时间延迟，然后重新聚合光学信号。例如，一个干涉仪臂的槽波导的槽宽度可以由控制机构控制，而一个或多个其他干涉仪臂的槽波导的槽宽度可以是恒定的。或者，干涉仪可以由两个干涉仪臂组成，并且控制机构可以被配置为使得槽宽度被相反地控制。因此，控制机构可以被配置为使得一个干涉仪臂的槽宽度在减小另一个干涉仪臂的槽宽度时增大，而在增大另一个干涉仪臂的槽宽度时减小。
42.在本公开的一个实施例中，至少一个槽波导是机电可调谐槽波导。
43.在本公开的一个实施例中，控制机构被配置为通过修改一个或多个槽波导的槽宽度来引起光学信号的相对时间延迟。
44.优选地，控制机构被配置为通过修改一个或多个槽波导的一个或多个槽宽度来引起光学信号的相对时间延迟。槽宽度由槽波导的两个高折射率材料条带之间的距离给出。
45.根据由所述槽宽度给出的光子槽模式的压缩，可以修改所得到的有效模式指数。因此，可以通过修改所述臂的槽宽度在干涉仪的至少两个臂中传播的光学信号之间引入相对时间延迟。因此，相对时间延迟不一定由干涉仪的臂之间的路径长度差引入，尽管这可能附加地是相对时间延迟的促成因素。
46.因此，在本公开的一个实施例中，控制机构被配置为通过修改一个或多个槽波导的有效模式指数来引起光学信号的相对时间延迟。
47.在本公开的一个实施例中，所述片上干涉仪被配置为引导波长范围在1000nm到10μm之间，更优选地在1000nm到7μm之间，甚至更优选地在1200nm到5μm之间，甚至还更优选地在1400nm到3μm之间，还更优选地在1400nm到2000nm之间，最优选地为约1550nm的光学信号。
48.在本公开的一个实施例中，面内干涉仪被优化为在1000nm到10μm之间，更优选地在1000nm到7μm之间，甚至更优选地在1200nm到5μm之间，甚至还更优选地在1400nm到3μm之间，还更优选地在1400nm到2000nm之间，最优选地约1550nm的波长范围内进行操作。
49.因此，本片上干涉仪可以在包括可见光谱到红外光谱的大带宽上是可操作的，覆盖例如指纹区域(5-9μm)，这对于医疗技术、医疗保健、生物科学中的应用、对于生产等很重要。大带宽可以部分归因于槽波导的使用，因为槽波导在很大程度上与波长无关。
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nems致动器
50.若干类型的控制机制可用于在至少一个干涉仪臂中引起相对时间延迟。优选地，控制机构包括至少一个电控致动器(例如，机电致动器)或由至少一个电控致动器(例如，机电致动器)构成，该至少一个电控致动器被配置为例如通过槽波导的条带中的一个的位移来修改所述槽波导的槽宽度。优选地，槽波导是悬挂的槽波导。因此，可以以一个或多个微米致动器和/或纳米致动器的形式(例如，纳米机电系统(nems)致动器和微机电系统(mems)致动器)来设置控制机构。这些是本领域技术人员已知的装置，它们通常能够在微米尺度和纳米尺度上进行线性致动，并且通常用于纳米机电装置中。例如，它们可以基于使用静电荷或磁力在装置的各部件之间引起力，起到致动装置的作用。然而，可以使用其他物理效应(例如，温度变化)来引起致动。
51.在本公开的一个实施例中，控制机构包括一个或多个机电致动器和/或机电控制致动器。可以使用多个电控致动器，例如以控制两个或更多个槽波导的槽宽度，其中，槽波导可以在同一臂上或单独的臂上，并且可以由单独的致动器分别控制。此外，一个或多个波导(例如，每个槽波导)的每个条带的位置可以由单独的致动器控制。因此，多个致动器可以控制同一槽宽度。
52.因此，在本公开的一个实施例中，控制机构包括纳米机电系统(nems)致动器，该nems致动器被配置为在至少一个干涉仪臂中引起相对时间延迟。nems致动器可以是梳状驱动致动器、平行梁致动器、平行板致动器或任何其他合适的致动器。例如，可以以推拉式致动器、推动式致动器、拉动式致动器或其混合物的形式，例如通过具有多个串联或并联的致动器，设置致动器。
53.可以使用多个nems致动器，例如以控制两个或更多个槽波导的槽宽度，其中，槽波导可以在同一臂上或单独的臂上，并且可以由单独的梳状驱动致动器分别控制。此外，一个或多个波导(例如，每个槽波导)的每个条带的位置可以由单独的nems致动器控制。因此，多个nems致动器可以被配置为控制同一槽宽度。
54.一种常用类型的nems致动器是nems梳状驱动致动器。这些通常用作nems装置中的线性致动器，并且通常在微米尺度或纳米尺度上进行操作。梳状驱动致动器的运动由悬挂系统的静电力和弹性力的平衡来控制。因为梳状指之间的距离是恒定的，所以电容在这种移动期间关于重叠的板面积而线性变化。
55.因此，控制机构可以包括用于修改槽宽度的一个或多个电控致动器。槽宽度在干涉仪的一个臂中可以是静态的，而第二臂可以由所述致动器调谐，以在臂的光学信号之间引入相对时间延迟。电控致动器可以是提供对槽宽度的充分控制的任何类型的致动器。例如，致动器可以是纳米机电系统(nems)梳状驱动器，其中，致动器的位移可能是由于作用在两个导电梳之间的静电力而引起的。
56.在本公开的一个实施例中，一个或多个梳状驱动器选自包括推动式梳状驱动致动器、拉动式梳状驱动致动器和推拉式梳状驱动致动器或其混合物的列表。
57.在本公开的一个实施例中，片上干涉仪被配置为例如通过梳状驱动致动器引起的一个或多个条带的位移来调制两个或更多个臂之间的光学信号的模式的有效折射率。
58.在本公开的一个实施例中，控制机构被配置为将一个或多个槽波导的一个或多个条带移位高达至少10nm，例如高达至少20nm，例如高达至少40nm，例如高达至少60nm，例如
高达至少100nm，例如高达至少150nm，例如高达至少200nm。
59.在本公开的一个实施例中，干涉仪被配置为将一个或多个槽波导的一个或多个条带移位高达至少10nm，例如高达至少20nm，例如高达至少40nm，例如高达至少60nm，例如高达至少100nm，例如高达至少150nm，例如高达至少200nm。
60.因此，在本公开的一个实施例中，干涉仪和/或控制机构可以被配置为在从0nm到高达至少10nm，更优选地从0nm到高达至少20nm，甚至更优选地从0nm到高达至少50nm，甚至还更优选地从0nm到高达至少100nm的范围内移位一个或多个槽波导的一个或多个条带。
61.控制机构可以被配置为例如通过所述槽波导的一个或多个条带的位移来修改一个或多个槽波导或任何干涉仪臂的槽宽度，使得光子槽模式被压缩。光子槽模式的压缩可能引起有效模式指数的修改。
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时间延迟
62.在本公开的一个实施例中，片上干涉仪被配置为在两个或更多个臂的光学信号之间引起至少1fs，更优选地至少5fs，还更优选地至少10fs，甚至更优选地至少100fs、甚至还更优选地至少500fs，最优选地至少1ps的相对时间延迟。
63.在本公开的一个实施例中，控制机构被配置为在两个或更多个臂的光学信号之间引起高达至少1fs，更优选地高达至少5fs，还更优选地高达至少10fs，甚至更优选地高达至少100fs、甚至还更优选地高达至少500fs，最优选地高达至少1ps的相对时间延迟。
64.在本公开的实施例中，干涉仪引起的相对时间延迟为光学信号的最长光学波长的至少1个，更优选地至少2个，甚至更优选地至少5个，最优选地至少10个光学周期。更长的相对时间延迟使干涉仪具有更高的分辨率，因此，与现有技术的干涉仪、相位调制器和开关相比，本公开的片上干涉仪被配置为使得它实现更长的相对时间延迟，这是一个很强的优势。
65.如本文其他地方所讨论，两个或更多个臂的光学信号(其中相对时间延迟为τ)可能产生受干涉的(重新聚合的)光学信号，其中，由于光学信号的分量相对于传感器的采样频率的频率，强度i(τ)通常在许多周期内进行积分，这直接对应于测量s(t)，其中t≡τ。测得的信号的傅立叶变换以与波长成比例且重要地与最大时间延迟δτ成反比(带宽定理)的分辨率来产生信号中存在的每个频率分量的强度i(f)。在λ＝1.5μm附近，以nm为单位的分辨率由δλ＝8ps/δτ近似给出。
66.因此，可能要求最大时间延迟显著高于光学信号中最高频率分量的时间延迟，以产生具有有用分辨率的频谱。例如，在λ＝1.5μm的波长处，对应的周期为1/f≈5fs，并且臂的光学信号之间的相对时间延迟可能是δτ＝10fs，对应于2/f。上一段落中给出的公式可用于将分辨率近似为δλ＝80nm。通过相同的逻辑，对应于200/f的臂的光学信号之间的相对时间延迟δτ＝1ps将产生δλ＝8nm的近似分辨率。
67.因此，在本公开的一个实施例中，片上干涉仪/控制机构被配置为引起0到10fs之间的时间延迟，更优选地0到100fs之间的时间延迟，甚至更优选地0到1ps之间的时间延迟，甚至还更优选地0到10ps之间的时间延迟，进一步更优选地0到50ps之间的时间延迟，最优选地0到100ps之间的时间延迟。
68.在本公开的一个实施例中，片上干涉仪被配置为引起至少0.1，更优选地至少0.2，甚至更优选地至少0.5，最优选地至少1.0的一个或多个臂的光学信号的有效模式指数的变化。
69.在本公开的一个实施例中，槽波导的长度在10μm到10mm之间，更优选地在100μm到5mm之间，甚至更优选地在500μm到2.5mm之间，最优选地在1mm到2mm之间。
70.槽波导可以具有不同的长度，因此对于光学信号而言可能存在路径长度差，即使槽波导的有效折射率模式(槽宽度)是相同的，该路径长度差也可能导致光学信号的相对时间延迟。
71.在本公开的一个实施例中，一个或两个干涉仪臂或所有干涉仪臂的槽波导的区段的长度(其中槽宽度由控制机构控制)各自为至少10μm，更优选地至少20μm，甚至更优选地至少50μm，还更优选地至少100μm，甚至更优选地至少500μm，甚至还更优选地至少1mm，最优选地至少3mm。每个干涉仪臂的所述区段优选地是槽波导的各部分，其中槽宽度由控制机构控制。更长的可控区段通常引起更大的时间延迟。
72.更长的槽波导一般引起有效折射率变化的放大，从而引起由最小电压引起的槽宽度变化产生的位移。因此，更长的槽波导的致动可以引起更大的时间延迟。槽波导的长度的限制因素可能是光学损耗，该光学损耗随着装置长度的增加而增加。
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悬挂
73.在本公开的一个实施例中，干涉仪至少部分地是悬挂结构，例如通过悬挂系统来悬挂。悬挂系统可以包括接触干涉仪的任何部件(例如，输入波导、输出波导和干涉仪臂，例如，一个或多个干涉仪臂的一个或多个槽波导的条带)的多个系绳和/或引线或由该多个系绳和/或引线组成。优选地，悬挂系统被配置为悬挂干涉仪(例如，干涉仪臂)。优选地，悬挂系统被配置为悬挂干涉仪臂的一个或多个槽波导。优选地，悬挂系统包括被配置为使干涉仪或其各部件悬挂在一个或多个结构上的系绳。当前公开的片上干涉仪的优选实施例采用pct/ep2020/082545中公开的一个或多个电路交叉部来将电流传输到干涉仪的部件。在这里，一些系绳可以用于传导电流，即它们也是导线。保持槽波导的机械系绳可能不传导电流，因为它们可能处于相同的电位，而电位差发生在机电致动器处。
74.在本公开的具体实施例中，一个或多个干涉仪臂或其部分的槽波导悬挂在控制机构上。例如，干涉仪臂的槽波导的每个条带可以悬挂在控制机构上。在本公开的实施例中，通过控制机构的移动来修改干涉仪臂的槽波导的一个或多个槽宽度。在本公开的具体实施例中，干涉仪臂的槽波导的条带悬挂在控制机构上，使得控制机构的运动直接修改槽宽度。
75.可以通过蚀刻例如硅表面来形成干涉仪，使得槽波导悬挂在沟槽中。沟槽可以被未蚀刻的材料包围。在本公开的特定实施例中，干涉仪至少部分地悬挂在例如蚀刻沟槽的块状材料(例如，未蚀刻的材料)上。然而，块状材料可以包括除干涉仪之外的其他材料或由除干涉仪之外的其他材料组成。块状材料可以与波导的形成单独地形成。块状材料可以是平面结构。块状材料可以具有基本上平行于波导的上表面(例如，悬挂波导的块状材料的上表面)并且与波导的上表面处于相同高度的上表面。
76.可以以与干涉仪(例如，波导)相同的材料设置块状材料。块状材料可以是已经由其形成干涉仪的至少一部分的层的残余物。替代地或附加地，块状材料可以在形成干涉仪之后或之前形成，并且可以以除了干涉仪的材料之外的材料设置块状材料。优选地，块状材料包围干涉仪的至少一部分，并且可以形成电隔离沟槽。
77.在本公开的一个实施例中，一个或多个系绳/引线被配置为例如通过形成悬挂系统而向干涉仪提供机械稳定性。在优选实施例中，至少一个波导是悬挂的，例如悬挂在流体
中，例如悬挂在气体(诸如空气)中，例如悬挂在真空中，一个或多个系绳/引线可以形成悬挂系统，该悬挂系统至少部分地悬挂所述至少一个光波导。
78.在本公开的一个实施例中，一个或多个系绳和/或引线被配置为在干涉仪(例如，波导)与块状材料之间提供物理连接，并且优选地还提供电连接。优选地，系绳/引线和波导设置在导电材料中。系绳/引线可以由与波导和/或块状材料相同的材料形成，或者可以由单独的材料形成。
79.悬挂系统可以被设置为面内芯片级电连接。悬挂系统可以包括多个系绳和/或引线或由多个系绳和/或引线组成，该多个系绳和/或引线物理地、机械地和/或结构地连接波导(例如，一个或多个干涉仪臂的槽波导的一个或多个条带)和与所述条带紧邻的块状材料。此外，干涉仪的各部件的电隔离可以通过两个或更多个导电材料(例如，两个导电波导)之间的间隙引入。因此，在位于波导的两侧的材料之间例如通过引线提供电连接的导电波导可以替代地或附加地彼此电隔离。例如，两个导电波导可以具有设置在它们之间的电隔离间隙。优选地，电隔离间隙被配置为传输光学信号，同时它使两个或更多个光学波导电隔离。另外，两个或更多个波导之间的电隔离以及面内芯片级光电交叉在由同一申请人提交的题为“in-plane chip-scale photonic device(面内芯片级光子器件)”的申请中公开，该申请以pct/ep2020/082545待审。
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材料
80.在本公开的一个实施例中，槽波导包括高折射率材料条带，该高折射率材料条带被亚波长尺度的低折射率材料槽区域分开。
81.在本公开的一个实施例中，高折射率材料具有在1.1到4.0之间，例如在1.5到4.0之间，例如在2.5到4.0之间，例如在3.25到3.75之间，例如在3.4到3.6之间的折射率。
82.在本公开的一个实施例中，低折射率材料具有在1.0到3之间，更优选地在1.0到1.5之间，最优选地在1.0到1.1之间的折射率。
83.应该注意的是，聚合物一般具有约1.5的指数，而一些半导体(例如，硅、inp、gaas)具有3.0-3.6的指数。具体来说，硅约为3.5。
84.在本公开的一个实施例中，所述干涉仪由导电材料组成或包括导电材料。
85.在本公开的一个实施例中，所述干涉仪由选自包含以下各项的列表的材料组成或包括选自包含以下各项的列表的材料：硅、磷化铟、砷化镓、碳化硅、氮化硅、砷化铝镓、氧化硅、氮氧化硅、氮化镓或它们的组合，例如混合物、合金或数字合金，其中材料还可以是掺杂的(有意地或无意地掺杂)。在这方面，注意到，硅可以导电并且导电率取决于掺杂，其中，高掺杂产生低电阻但也导致更高的光学损耗。即使在使用具有非常低的背景掺杂的硅时，当前公开的干涉仪也有利地工作。
86.在本公开的一个实施例中，所述干涉仪设置在至少一个绝缘体上，例如其中至少一个绝缘体选自包含以下各项的列表：空气、真空、二氧化硅、氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化铪、聚合物、陶瓷及其任意组合。例如，当前公开的干涉仪可以被配置为使固定部件/锚定部件布置在固体绝缘体上并且使悬挂部件布置在空气/真空/气体上。
87.在本公开的一个实施例中，已经通过选自包含以下各项的列表的微米光刻方法和纳米光刻方法来制造所述干涉仪：电子束光刻、离子束光刻、离子束铣削、激光切割、纳米压印光刻、紫外光刻、深紫外光刻、极紫外光刻、质子束光刻、纳米划线、x射线光刻、(塔尔博特
(talbot))干涉光刻、磁光刻、扫描探头光刻或中性粒子光刻，例如，3d打印。
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控制
88.在本公开的一个实施例中，控制机构被配置为使一个或多个条带独立于其他条带(例如，同一槽波导的另一个条带和/或其他槽波导的一个或多个条带)的位移而发生移位。因此，一个或多个条带的位置可以由控制机构(例如，梳状驱动致动器)单独控制，其中，每个条带可以由单独的控制机构控制。例如串联定位的多个控制机构可用于控制同一条带，使得条带的一个区段的横向位置由一个受控机构控制，而同一条带的其他区段可以由二级、三级、四级、五级等控制机制控制。
89.在本公开的一个实施例中，控制机构被配置为控制一个或多个条带或一个或多个干涉仪臂，例如控制位置。在本公开的具体实施例中，控制机构被配置为针对一控制长度来控制一个或多个干涉仪臂的一个或多个条带，例如控制一个或多个干涉仪臂的一个或多个条带的位置。在本公开的实施例中，控制长度是连续长度，其中波导(例如，槽波导和/或槽波导的条带)是悬挂的。例如，对于包括被配置为控制一个或多个干涉仪臂的槽波导的槽宽度的控制机构的干涉仪而言，可以针对相应的控制长度对所述槽波导的槽宽度各自进行控制。与未悬挂在控制机构上的槽波导相比，悬挂在控制机构上的槽波导实现长的控制长度。应当注意，干涉仪臂可以包括多个悬挂部分，并且其中，控制机构控制多个所述部分的槽宽度。在这种情况下，总控制长度是其中控制机构控制槽宽度的每个悬挂部分的控制长度的总和。因此，对于干涉仪臂，总控制长度可能大于控制长度。在本公开的实施例中，干涉仪臂中的一个或多个(例如，全部)包括一个或多个悬挂部分，其中控制机构被配置为控制槽宽度，并且其中所述部分的长度大于6μm。因此，控制长度可以大于6μm。在本公开的另一个实施例中，一个或多个干涉仪臂的一个或多个槽波导的控制长度至少为8μm，更优选地至少10μm，还更优选地至少20μm，甚至还更优选地至少30μm，进一步甚至还更优选地至少50μm，最优选地至少100μm。
90.应该注意，干涉仪可以包括多于两个臂，例如四个臂，或者五个、六个、七个或八个臂。因此，包括四个臂(其中每个臂包括一个槽波导)的干涉仪具有至少四个槽波导。这些槽波导可以并联或串联布置，例如以级联延迟。包括多于两个臂的干涉仪可以包括用于分离光学信号的附加分路器，例如，有源或无源的分束器、功分器或信号分路器。第一分路器可以用于将输入波导分成两个后续波导，其中，这两个后续波导都可以包括用于将光学信号分到例如波导的四个臂中的分路器。在光学信号通过臂传播之后，对光学信号进行重新聚合。
91.在本公开的一个实施例中，干涉仪的一个或多个臂可以包括一个或多个槽波导。因此，干涉仪可以包括例如两个臂，其中两个臂包括两个槽波导。
92.在本公开的一个实施例中，不一定要求槽波导串联定位，而是可以平行定位。因此，干涉仪的两个臂包括两个子臂，总共四个臂平行。在一般意义上，应该注意，干涉仪的两个或更多个臂又可以包括任意数量的子臂。子臂包括适合于传播已被分离至少两次的光学信号的波导，例如槽波导。子臂可以具有不同的长度，并且子臂的槽波导的槽宽度可以被单独控制。子臂可用于瞄准不同的波长范围。
93.其中臂包括另外的子臂的干涉仪可能导致更差的信噪比和更长的数据采集时间，但是干涉仪可能更加通用和紧凑，这通常是集成装置所期望的。
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光谱仪
94.本公开还涉及傅里叶变换光谱仪，该傅里叶变换光谱仪包括：如本文所公开的片上干涉仪；检测器，被配置为测量重组光学信号；以及处理单元，被配置为对测得的重组光学信号进行光谱分析。在这方面，当前公开的片上干涉仪可以与光源组合以产生预色散信号，即，从片上干涉仪发射以与关注样品相互作用。然后，可以检测和分析来自那里的信号。或者，如果光源最初入射在样品上然后进入当前公开的片上干涉仪，则可以提供后色散配置，以进行随后的检测和分析。可以设置封装作为干涉仪、检测器和处理单元的壳体。
95.在本公开的一个实施例中，波长分辨率小于λ/10，例如λ/20，例如λ/50，例如λ/100，例如λ/500，例如λ/1000，例如λ/5000，例如λ/10000，例如λ/50000，如λ/100000，其中，λ为光的自由空间波长。
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附图的详细说明
96.下面将参照附图更详细地描述本发明。附图是示例性的并且旨在说明当前公开的干涉仪的一些特征，因此不应被解释为限制当前公开的发明。
97.图1示出了平面芯片级纳米机电致动的片上干涉仪(19)的示意图，该干涉仪(19)使用槽波导和纳米机电(nems)致动的组合，该槽波导的有效模式指数强烈依赖于槽宽度。原理建立在著名的傅立叶变换光谱仪概念上：将光学信号(8)分到两个或更多个臂(3)中，在两个或更多个臂(3)中，光速(特别是群速度)可以改变。这在光谱仪(2)的输出端处引起干涉。通过将透射强度记录为两个或更多个臂之间的相对时间延迟差的函数，获得干涉图，该干涉图在傅里叶变换后产生光谱。
98.可以看到，以nems梳状驱动器形式的nems致动器(7)连接到一个槽波导(4)的条带(5)，其中，致动引起槽宽度(6)的修改。如本文其他地方所讨论，干涉仪可以包括多个nems梳状驱动器，例如一个用于控制每个槽波导(4)，或者一个用于控制每个槽波导的每个条带。还可以注意到，干涉仪可以包括多于两个臂，例如平行的四个臂。其中每个臂或成对的不同长度的臂针对特定的波长范围。
99.图2示出了计算出的横向电场轮廓，其可视化出200nm(图2a)和50nm(图2b)的槽宽度处的光子槽模式的压缩。
100.图3示出了作为槽宽度(6)的函数的计算出的有效模式指数。可以看出，光子槽模式的强限制使得有效模式指数显著增大，由此可以增加引起的相对时间延迟，并且光谱仪的光谱分辨率将增加。
101.图4a示出了马赫-曾德尔干涉仪(mzi)(19)，该干涉仪包括分成两个臂(3)的输入波导(1)，包括槽模式波导，该槽模式波导之后被重新聚合成输出波导(2)。为了演示傅里叶变换光谱学的原理，在硅中制造了由槽宽度(6)分开的24个无源mzi，其中，在波长λ＝1550nm处，折射率为n＝3.48。图4b示出了八个装置的模拟测量结果和实验测量结果，其中，一个臂(3)的槽波导(4)具有100nm的恒定槽宽度，而另一个臂的槽波导的槽宽度在制造的装置中以10nm的步长在50到120nm之间变化。对于实验数据，波长为1430nm(粉红色)、1470nm(蓝色)、1510nm(绿色)、1550nm(红色)。对于计算值，波长为1550nm(黑色)。从图中可以看出，槽模式的有效指数并且因此每个臂的相对时间延迟τ强烈取决于间隙。因此，可以调制不同频率的透射强度i(f)。对于短延迟，每当相位φ(λ)＝mod(τ*f,π)＝mod(τ*c/λ,π)＝0时，透射i(λ)＝0，其中c是光速，并且mod是模数。在这种情况下，该装置生成类似于无源
开关的输出信号，其中，相移与0.5/f相当。
102.当具有时间相关强度s(t)的信号(一个波长或宽带光谱)(例如，光学信号)被延迟τ并受到干涉时，在许多周期(通常至少为几百)内积分的强度i(τ)直接对应于测量s(t)，其中t≡τ。每当s(t)变化比检测器可以检测到的更快时，这是有利的，因为检测必须至少是信号中最高频率分量的两倍快，参见采样定理。例如，对于λ＝1.5μm(f≈193thz)，应至少每2.5fs(400thz)执行一次采样。
103.s(t)≡i(τ)的傅里叶变换(ft)以与波长成比例且关键地与最大时间延迟δτ成反比(带宽定理)的分辨率来产生信号中存在的每个频率分量的强度i(f)。在λ＝1.5μm附近，以nm为单位的分辨率约为δλ＝8ps/δτ。
104.因此，δτ》》1/f以产生具有有用分辨率的光谱(例如，在λ＝1.5μm处，1/f≈5fs，并且δτ＝100fs＝20/f给出δλ＝80nm的分辨率)。
105.因此，重要的是，针对真实时间t的相对时间延迟差τ。与开关情况相反，取模函数违背了这种等效性，因为现在在许多周期内测量和积分总强度(而不是在可以计算相位的任意一个频率处)。
106.图5示出了作为施加到梳状驱动致动器的电压的函数的马赫-曾德尔干涉仪的测得的输出功率。制造了在每个臂中包括长槽模式波导的芯片级面内mzi。初始槽宽度为200nm，并且可以通过在梳状驱动致动器上施加电位(v)差而减小。
107.该装置能够测量许多不同的时间延迟，以仅利用一个输入耦合和一个输出检测器来产生高分辨率光谱，并且该装置证明了傅里叶变换光谱仪可以在大规模可扩展、高产的绝缘体上硅制造平台上通过单个纳米光机电系统来实现。与常规光谱仪相比，这使得获得光谱所需的占用空间、时间和价格显著减少。
108.图6a至图6d示出了由纳米机电梳状驱动器致动的悬挂式马赫-曾德尔干涉仪的扫描电镜图(图6a)。图6b是图6a中红色矩形的放大图，示出了输入波导如何被分离成干涉仪的两个臂。如在图6c中可以看出的，两个臂均通向模式转换器，该模式转换器用于在条带波导与槽波导之间进行转换。该图还示出了梳状驱动器与槽波导的条带之间的接触线。这里，槽波导在两侧接触梳状驱动致动器，从而梳状驱动致动器控制槽波导的每个条带的位置，因此槽波导的槽宽度由梳状驱动致动器共同控制。在图6d中可以进一步看到梳状驱动致动器。这些梳状驱动致动器由悬挂系统的静电力和弹性力的平衡来控制。由于梳状指之间的距离是恒定的，所以电容在这种移动期间关于重叠的板面积而线性变化。
109.干涉仪可以例如定位在隔离沟槽内以隔离集成电子光子装置的各部件。为了电隔离干涉仪的各区段，它可以包括电隔离间隙，其中光学信号可以跨所述间隙传输，同时提供足够的电阻，从而使得它在相关电压下基本上提供电隔离。
110.如本领域技术人员所知道的，梳状驱动器需要特定电压才能发挥作用。在需要时，为了确保可以将所需的电压输送到装置的特定区段，通过引线/系绳或引线结合在波导与周围的块状材料之间形成接触。如果需要将电压输送到例如梳状驱动器，则可以在硅和/或导电材料中形成引线。在其他情况下，引线可以用作悬挂系统，用于将干涉仪悬挂在周围的块状材料上。
111.图7示出了作为施加到所述梳状驱动致动器的电压的函数的有源马赫-曾德尔干涉仪的一个臂的梳状驱动致动器的位移的计算值。
112.图8示出了作为梳状驱动致动器位移的函数的包括片上干涉仪的光谱仪的计算分辨率。其中分辨率由给出，其中，槽波导的条带的宽度为240nm，波导的高度为250nm。槽波导的长度分别为65μm(15)、130μm(16)、260μm(17)和520μm(18)。
113.图9示出了作为槽宽度(槽间隙)的函数的包括片上干涉仪的光谱仪的计算分辨率。其中分辨率由给出，其中，槽波导的条带的宽度为240nm，波导的高度为250nm。槽波导的长度分别为65μm(15)、130μm(16)、260μm(17)和520μm(18)。
114.图10示出了作为有效折射率的最大变化的函数的包括片上干涉仪的光谱仪的计算分辨率。其中分辨率由给出，其中，槽波导的条带的宽度为240nm，波导的高度为250nm。槽波导的长度分别为65μm(15)、130μm(16)、260μm(17)和520μm(18)。
115.图11示出了在使用根据本公开的实施例的干涉仪(类似于图1中所示的干涉仪)期间获得的实验数据。图11a示出了相对于所施加的电压(v)测得的任意单位的原始强度。可以看出，由于两个干涉仪臂的光学信号之间的相对时间延迟，光的强度随施加的电压而变化。对应的真实时间延迟在图11c中示出，其中强度相对于对应的真实时间延迟(以飞秒为单位)绘制。图11d示出了图11c的测量数据的傅里叶变换，示出为相对于频率(以太赫兹为单位)的相对频谱幅度。在200thz处示出了指示实验中使用的激光频率(santectls-710)的线。如图11b所示，在δt≈15fs(左下面板中的最大值)处获得的分辨率1/δt为66.7thz，其中在x轴为波长(μm)的情况下示出光谱。项目1、一种片上干涉仪，包括；-用于传播光学信号的波导，所述波导包括：-输入波导；-至少两个干涉仪臂，包括一个或多个槽波导；以及-输出波导；其中，所述输入波导被分成两个干涉仪臂，所述两个干涉仪臂被重新组合成所述输出波导；以及-控制机构，被配置为通过修改一个或多个槽波导的一个或多个槽宽度(例如，槽波导的平行条带之间的距离)来控制在所述两个干涉仪臂中传播的光学信号之间的相对时间延迟。
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相对时间延迟引入2、根据项目1所述的片上干涉仪，其中，所述控制机构被配置为控制向所述干涉仪臂中的一个或多个中的光学信号引入的相对时间延迟。3、根据前述项目中任一项所述的片上干涉仪，其中，至少一个槽波导是机电可调谐槽波导，例如其中，所述槽宽度由机电控制机构控制。4、根据前述项目中的任一项所述的片上干涉仪，其中，所述控制机构被配置为通过修改一个或多个槽波导的槽宽度来控制或引起所述光学信号的相对时间延迟。5、根据前述项目中任一项所述的片上干涉仪，其中，所述控制机构被配置为通过修改一个或多个槽波导的有效模式指数来控制或引起所述光学信号的相对时间延迟。6、根据前述项目中的任一项所述的片上干涉仪，其中，所述控制机构被配置为通
过修改在一个或多个槽波导中传播的光的速度来控制或引起所述光学信号的相对时间延迟。7、根据前述项目中的任一项所述的片上干涉仪，其中，所述控制机构被配置为控制向一个或多个干涉仪臂中的光学信号引入的相对时间延迟。8、根据前述项目中的任一项所述的片上干涉仪，其中，每个槽波导包括两个条带，并且其中，每个槽波导的槽宽度由所述条带之间的距离定义。9、根据前述项目中的任一项所述的片上干涉仪，被配置为引导波长范围在1000nm到10μm之间，更优选地在1000nm到7μm之间，甚至更优选地在1200nm到5μm之间，甚至还更优选地在1400nm到3μm之间，最优选地约1550nm的光学信号。10、根据前述项目中任一项所述的片上干涉仪，被优化用于在1000nm到10μm之间，更优选地在1000nm到7μm之间，甚至更优选地在1200nm到5μm之间，甚至还更优选地在1400nm到3μm之间，最优选地约1550nm的波长范围内进行操作。
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nems致动器11、根据前述项目中任一项所述的片上干涉仪，其中，所述控制机构为电控致动器。12、根据前述项目中任一项所述的片上干涉仪，其中，所述控制机构是机电致动器。13、根据前述项目中的任一项所述的片上干涉仪，其中，所述控制机构包括一个或多个纳米机电(nems)梳状驱动致动器，所述一个或多个纳米机电(nems)梳状驱动致动器被配置为在至少一个干涉仪臂中引起相对时间延迟。14、根据前述项目中任一项所述的片上干涉仪，其中，所述至少一个梳状驱动致动器选自包含推动式梳状驱动致动器、拉动式梳状驱动致动器和推拉式梳状驱动致动器或其混合物的列表。
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时间延迟15、根据前述项目中任一项所述的片上干涉仪，被配置为在臂的光学信号之间引起至少1fs，更优选地至少10fs，甚至更优选地至少100fs、还更优选地至少500fs，最优选地至少1ps的相对时间延迟。16、根据前述项目中任一项所述的片上干涉仪，被配置为引起至少0.1，更优选地至少0.2，甚至更优选地至少0.5，最优选地至少1.0的一个或多个臂的光学信号的有效模式指数的变化。
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槽波导17、根据前述项目中任一项所述的片上干涉仪，其中，所述槽波导的长度在10μm到10mm之间，更优选地在100μm到5mm之间，甚至更优选地在500μm到2.5mm之间，最优选地在1mm到2mm之间。18、根据前述项目中的任一项所述的片上干涉仪，其中，至少所述干涉仪的各部件由接触一个或多个周围块状材料的一个或多个系绳和/或引线悬挂，优选地其中，所述一个或多个系绳和/或引线沿低于光学信号的波长的接触长度接触所述干涉仪。
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材料19、根据前述项目中的任一项所述的片上干涉仪，其中，所述槽波导包括高折射率
材料条带，所述高折射率材料条带被亚波长尺度的低折射率材料槽区域分开。20、根据项目19所述的片上干涉仪，其中，所述高折射率材料具有在1.1到4.0之间，例如在1.5到4.0之间，例如在2.5到4.0之间，例如在3.25到3.75之间，例如在3.4到3.6之间的折射率。21、根据19-20中任一项所述的片上干涉仪，其中，所述低折射率材料具有在1.0到3之间，更优选地在1.0到1.5之间，最优选地在1.0到1.1之间的折射率。22、根据前述项目中任一项所述的片上干涉仪，其中，所述干涉仪由诸如波导等导电材料组成或包括诸如波导等导电材料。23、根据前述项目中任一项所述的片上干涉仪，其中，所述干涉仪由选自包含以下各项的列表的材料组成或包括选自包含以下各项的列表的材料：硅、磷化铟、砷化镓、碳化硅、氮化硅、砷化铝镓、氧化硅、氮氧化硅、氮化镓或它们的组合，例如混合物、合金或数字合金，其中，所述材料还可以掺杂。24、根据前述项目中任一项所述的片上干涉仪，其中，所述干涉仪设置在绝缘体上，例如其中，所述绝缘体选自包含以下各项的列表：空气、真空、二氧化硅、氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化铪、聚合物、陶瓷。25、根据前述项目中任一项所述的片上干涉仪，其中，已经通过选自包含以下各项的列表的微米和纳米光刻方法来制造所述干涉仪：电子束光刻、离子束光刻、离子束铣削、激光切割、纳米压印光刻、紫外光刻、深紫外光刻、极紫外光刻、质子束光刻、纳米划线、x射线光刻、(塔尔博特(talbot))干涉光刻、磁光刻、扫描探头光刻或中性粒子光刻，例如3d打印。
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光谱仪26、一种傅里叶变换光谱仪，包括：
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根据上述项目中任一项所述的片上干涉仪；
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检测器，被配置为测量重组光学信号；以及
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处理单元，被配置为对测得的重组光学信号进行光谱分析。27、根据项目26所述的傅里叶变换光谱仪，其中，所述波长分辨率小于λ/10，例如λ/20，例如λ/50，例如λ/100，例如λ/500，例如λ/1000，例如λ/5000，例如λ/10000，例如λ/50000，例如λ/100000，其中，λ为光的自由空间波长。