CN102484534A - 光学传感器网络及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的各种实施例致力于传感器网络和用于制造传感器网络的方法。在一个方面，传感器网络包括处理节点(110，310)和光学耦合至该处理节点的一条或多条传感器线路(102，202，302)。每条传感器线路包括波导(116，216，316)和一个或多个传感器节点(112，210)，每个传感器节点光学耦合至所述波导并被配置成测量一个或多个物理条件，并且将测量结果编码在由所述波导传送至所述处理节点的光的一个或多个波长中。

Description

光学传感器网络及其制造方法

技术领域

本发明的实施例涉及传感器网络。

背景技术

典型的传感器网络由空间分布的自治传感器节点组成，该自治传感器节点各自测量诸如温度、声音、振动、压力、运动或污染物之类的物理和/或环境条件，并且将测量结果传递给中央处理节点或数据存储节点。传感器网络用于监控多种工业和环境设置中的条件，且传统上已使用电导线或无线传输来实现以传递测量结果。在有线传感器网络的情况下，每根导线将一个或多个传感器节点电连接至中央处理节点。除了传感器和微控制器之外，每个有线传感器节点包括诸如电池之类的能源。在无线传感器网络的情况下，每个传感器节点可以使用独立的射频与中央处理节点通信。除了传感器之外，每个无线传感器节点包括无线电收发机或其它无线通信设备、微控制器和能源。

实现有线或无线传感器网络可能是费时且不方便的，这是因为装备可能体积较大且成本昂贵，并且因为部件均独立制造、经常一件一件地销售且必须组装。检测装备的消费者和用户继续寻求传感器网络技术的提高以便减少成本、尺寸以及在多种设置中组装和实现传感器网络所需的时间。

附图说明

图1示出根据本发明一个或多个实施例配置的第一示例光学传感器网络的示意性表示。

图2示出根据本发明一个或多个实施例配置的第二示例光学传感器网络的示意性表示。

图3示出根据本发明一个或多个实施例配置的第三示例光学传感器网络的示意性表示。

图4A示出根据本发明一个或多个实施例配置的多路复用器/处理节点的示意性表示。

图4B示出根据本发明一个或多个实施例配置的多路复用器/多路信号分离器处理节点的示意性表示。

图5示出根据本发明一个或多个实施例配置的第一部分卷起的传感器线路的等轴测视图。

图6A至图6C示出根据本发明一个或多个实施例的可操作传感器节点以对测量结果进行编码的三种不同方式的顶平面图。

图7A至图7C示出根据本发明一个或多个实施例的可操作传感器节点以将测量结果编码在本地产生的波长中的三种不同方式的顶平面图。

图8示出根据本发明一个或多个实施例配置的第二部分卷起的传感器线路的等轴测视图。

图9示出根据本发明一个或多个实施例配置的第三部分卷起的传感器线路的等轴测视图。

图10A至图10C示出根据本发明一个或多个实施例的可操作传感器节点以对测量结果进行编码的三种不同方式的顶平面图。

图11A至图11C示出根据本发明一个或多个实施例的可操作传感器节点以对测量结果进行编码的三种不同方式的顶平面图。

图12A示出根据本发明一个或多个实施例的微环谐振器和相邻波导的一部分的等轴测视图和放大图。

图12B示出根据本发明一个或多个实施例的沿图12A所示的线A-A的、环绕微环的掺杂区的截面图。

图13示出根据本发明一个或多个实施例操作的示例传感器节点部件的等轴测视图。

图14示出根据本发明一个或多个实施例的用于压印传感器线路的传感器节点的卷对卷工艺。

具体实施方式

本发明的各种实施例致力于传感器网络和用于制造传感器网络的方法。图1示出根据本发明一个或多个实施例配置的示例光学传感器网络100的示意性表示。传感器网络100包括七条光学耦合到多路复用器/处理节点110的传感器线路102-108。每条传感器线路包括多个沿波导分布的传感器节点SN。例如，传感器线路102包括四个光学耦合到波导116的传感器节点112-115。传感器网络100的每个传感器节点被配置成独立测量在传感器节点的位置处的一个或多个物理或环境条件，或者探测条件改变、将测量结果编码在沿相应的波导发送到多路复用器/处理节点110的光的一个或多个波长中。条件可以是温度、声音、振动、压力、运动、各种污染物或任意其它物理或环境条件的任意组合。

如图1的示例所示，每条传感器线路的波导以光源LS结束。光源可以是发光二极管(“LED”)、单模激光器或多模激光器。每个光源被配置成将一个或多个波长的光射入光学耦合的波导中。沿传感器线路定位的每个传感器节点将测量结果编码在一个或多个波长中。例如，在某些实施例中，光源118可以被配置成将单个波长的光射入波导116中。每个传感器节点112-115在持续时间近似相等的四个时隙之一以循环顺序将测量结果轮流编码在波长上。在其它实施例中，每个传感器节点可以对头进行编码，紧接着将测量结果的块编码在光的波长中。头可以用于识别传感器节点，并且可以由下游传感器节点使用以指示紧接着的块不可用于对测量结果进行编码而等待传送块。例如，传感器节点115将以头开始的测量结果编码在沿波导116传输的波长中。传感器节点114探测头，并且等待一时间段以使测量结果的块能够在该传感器节点114对由其自己的测量结果跟随的头进行编码前传递。在其它实施例中，每个光源可以被配置成使用波长分割多路复用将多个波长的光射入传感器线路的波导中。每个传感器节点将测量结果编码在传输到多路复用器/处理节点110的多个波长的不同子集中，使得传感器节点能够同时对测量结果进行编码并同时将该测量结果发送至多路复用器/处理节点110。例如，传感器节点112-115中的每个可以独立地将测量结果编码在从光源118输出的不同集合的波长中。

图2示出根据本发明一个或多个实施例配置的示例光学传感器网络200的示意性表示。传感器网络200包括七条光学耦合到多路复用器/处理节点210的传感器线路202-208，并且除了光源不位于传感器线路波导的末端之外与网络100相似。事实上，每个传感器节点可以被配置成包括其自己的用于对测量结果进行编码的光源。例如，在某些实施例中，传感器节点210-214各自可以被配置有独立的光源，用于将测量结果编码在沿波导216传输到多路复用器/处理节点210的一个或多个波长中。

图3示出根据本发明一个或多个实施例配置的示例光学传感器网络300的示意性表示。传感器网络300也包括七条光学耦合到处理节点310的传感器线路302-308。处理节点310包括多路复用器/多路信号分离器(“MUX/DEMUX”)和光源。处理节点310的多路信号分离器(未示出)将从光源输出的未调制波长的光置于传感器线路302-308的输出波导中，如向外方向的箭头312所标识，使得出去的未调制波长通过每个传感器节点而不受干扰。每条传感器线路包括输入波导，如向内方向的箭头314所标识，使得相应的传感器节点可以在波长返回处理节点310时对测量结果进行编码。例如，传感器线路302包括用于传送从处理节点310的光源输出的一个或多个未调制波长的一个或多个波导315，和用于向处理节点310传送利用传感器节点所获得的测量结果进行编码的相同波长的一个或多个波导316。

为了简单起见，示例网络100、200、300具有包括3到7个传感器节点的七条传感器线路。然而，本发明的实施例并不旨在进行如此限制。在其它的光学传感器网络实施例中，传感器线路的数目可以从少于一条传感器线路变化到几千条传感器线路，并且每条传感器线路可以被配置有几十、几百和几千个传感器节点并且可延伸至几百公里。

图4A示出根据本发明一个或多个实施例配置的多路复用器/处理节点400的示意性表示。多路复用器/处理节点110包括光学多路复用器402和处理节点404。多路复用器402耦合到n条独立的传感器线路，它们中的一些由传感器线路406-411来表示，每条传感器线路包括多个传感器节点412。在图4A的示例中，每条传感器线路将编码在一个或多个波长中的测量结果传输至多路复用器402。波长可以由位于传感器线路末端的光源产生，如上面参照图1所述，或者波长可以由每个传感器节点产生，如上面参照图2所述。多路复用器402可以是用于对进入单个光纤406中的波长执行多波长分割复用的任意公知设备，其中波长被传输至处理节点404用于数据处理。

图4B示出根据本发明一个或多个实施例配置的MUX/DEMUX处理节点413的示意性表示。处理节点413包括光学MUX/DEMUX 414、光源415和处理节点416。MUX/DEMUX 414耦合到n条独立的传感器线路，它们中的一些由传感器线路418-423表示，每条传感器线路包括多个传感器节点412。在图4B的示例中，光源415产生被射入MUX/DEMUX 414中的不同波长，MUX/DEMUX 414对波长进行多路信号分离，使得每条传感器线路传送一个或多个波长。如上面参照图3所述，每条传感器线路被配置成使得一个或多个波长不受干扰的穿过每个传感器节点而被发送出去，并且在波长返回MUX/DEMUX 414时被每个传感器节点调制。利用测量结构编码的返回波长由MUX/DEMUX 414进行波长分割复用，并且被发送至处理节点416用于进行处理。

在某些实施例中，传感器线路的波导可以是多核光纤带，并且传感器线路的传感器节点被集成或压印在带上。换句话说，带用作衬底，其中传感器节点部件可以在该衬底上与包括带的多个核直接集成。图5示出根据本发明一个或多个实施例配置的部分卷起的传感器线路500的等轴测视图。传感器线路500包括与传感器节点504-505集成的光纤带502，其中传感器节点504-505沿带502的长度规则或不规则地分开。传感器节点分离开一距离L，其可从不到几十米变化到诸如几十、几百甚至几千米之类的更长距离。图5包括一放大图508，其揭示光纤带502由多个单模或多模光纤510组成。图5还包括传感器节点505的放大图512。放大图512揭示传感器节点部件的示例布置。传感器节点505包括四个传感器S1、S2、S3和S4；电源PS；和特定用途集成电路(“ASIC”)。ASIC控制每个传感器的操作。传感器、电源和ASIC的相同布置可以针对沿传感器线路500定位的每条传感器节点而重复。每个传感器节点可以被配置成测量温度、振动、湿度并探测某些化学品的存在性。在其它实施例中，电源可以与ASIC集成。

本发明的实施例包括可以配置和操作传感器节点以将测量结果编码在光的一个或多个波长中的多种不同方式。图6A至图6C示出根据本发明一个或多个实施例的可操作传感器节点505以对测量结果进行编码的三种不同方式的顶平面图。在图6A至图6C中，波长可以在位于光纤带末端的光源处产生，如上面参照图1和图3所述。在图6A中，传感器S1、S2、S3和S4将测量结果直接编码成不同的相关联波长λ₁、λ₂、λ₃和λ₄，每个波长由带502的独立光纤传送。在图6B中，传感器S1、S2、S3和S4分别将测量结果直接编码成不同的相关联波长λ₁、λ₂、λ₃和λ₄，所有波长由带502的同一多模光纤传送。在图6C中，传感器S1、S2、S3和S4向ASIC发送电信号形式的测量结果，其将测量结果编码在单个波长λ或多个波长中，由带502中的一个光纤传送。

图7A至图7C示出根据本发明一个或多个实施例的可操作传感器节点505以将测量结果编码在本地产生的波长中的三种不同方式的顶平面图。在图7A至图7C中，用于传输测量结果的波长可以在每个传感器节点处产生，如上面参照图2所述。在图7A中，传感器S1、S2、S3和S4各自被配置有光源以产生波长λ₁、λ₂、λ₃和λ₄中的一个。每个波长被射入带502的独立光纤中，并且被相应的传感器节点S1、S2、S3和S4调制以对测量结果进行编码。在图7B中，传感器节点505包括将波长λ₁、λ₂、λ₃和λ₄射入带502的一个多模光纤中的单个光源。传感器S1、S2、S3和S4通过对波长λ₁、λ₂、λ₃和λ₄中的每个分别进行调制来对测量结果进行编码。在图7C中，ASIC或单个光源被配置成产生波长λ并将其射入带502的光纤中。传感器S1、S2、S3和S4向ASIC发送电信号形式的测量结果，ASIC将测量结果编码在波长λ中。取决于光源如何将光射入光纤，上述光源可以是LED、单模或多模半导体激光器，例如半导体边缘发射型激光器或垂直腔表面发射型激光器。

本发明的实施例不限于多核光纤带。传感器线路实施例包括平坦的用作衬底的单核光带，传感器节点的部件可以集成并压印在该衬底上。图8示出根据本发明一个或多个实施例配置的部分卷起传的感器线路800的等轴测视图。传感器线路800包括平坦的单核光纤带802，其与沿带802的长度分布的传感器节点804-806集成。沿传感器线路800的长度分布的传感器节点的数目和间距与上面针对传感器线路500所述的数目和间距相似。图8包括放大图508，其揭示带802的具有矩形截面的单核810。图8还包括传感器节点805的放大器812。放大图812揭示沿带802分布的传感器节点部件的另一示例线性布置。在该布置中，电源与ASIC集成。

在某些实施例中，带802可以光学耦合至光源，并且每个传感器节点可以将测量结果编码在带802中传输的波长中，如上面参照图6所述。在其它实施例中，每个传感器节点可以被配置有一个或多个光源，并且传感器或ASIC可以被操作为将测量结果编码在本地产生的波长中，如上面参照图7所述。

在上述实施例中，带402和702用作各个传感器节点的各个部件的衬底。本发明的实施例不限于此。传感器线路实施例还可以利用形成在柔性衬底上的多模波导实现。图9示出根据本发明一个或多个实施例配置的部分卷起的传感器线路900的等轴测视图。传感器线路900包括波导902，其与沿波导902的长度分布的传感器节点904-906集成。如图9的示例中所示，波导902和传感器节点904-906布置在薄的柔性衬底908上，并且由该衬底支撑。在某些实施例中，波导902可以是沉积在衬底上的单模脊形波导或多模脊形波导。在某些实施例中，波导可以是单模或多模光纤。在其它实施例中，如放大图910中所示，波导可以是单模或多模中空金属或塑料波导。图9还包括在放大图910和912中示出的传感器节点部件的两个示例布置。在放大图910中，传感器S1、S2和S3位于与波导902相邻的位置，并且被配置成对波导902传送的波长进行调制或射入调制。在放大图912中，ASIC位于与波导相邻的位置，并且被配置成对波导902传送的波长进行调制或射入调制。

图10A至图10C示出根据本发明一个或多个实施例的可操作在放大图910中表示的传感器节点905以对测量结果进行编码的三种不同方式的顶平面图。在图10A中，传感器S1、S2和S3将测量结果直接编码在由波导902传送的不同的相关联波长λ₁、λ₂和λ₃中。波长λ₁、λ₂和λ₃可以由位于波导902末端的光源(未示出)产生，如上面参照图1和图3所述。在图10B中，传感器S1、S2和S3分别产生波长λ₁、λ₂和λ₃，并且将测量结果直接编码在相关联的波长中，其中所有波长被射入波导902中，如上面参照图2所述。在图10C中，传感器节点905包括产生波长λ₁、λ₂和λ₃并将该波长射入波导902中的光源。传感器S1、S2和S3独立地调制测量结果并将其分别编码在波长λ₁、λ₂和λ₃中。

图11A至图11C示出根据本发明一个或多个实施例的可操作在放大图912中表示的传感器节点905以对测量结果进行编码的三种不同方式的顶平面图。在图11A中，波长λ可以由位于波导902末端的光源(未示出)产生，如上面参照图1和图3所述。传感器S1、S2、S3和S4向ASIC发送电信号形式的测量结果。在图11B中，ASIC包括在本地产生波长的光源。ASIC对波长进行调制以对由传感器提供的测量结果进行编码并将该波长射入波导902中。在图11C中，传感器节点905包括将未调制波长λ射入波导902中的独立光源LS。然后，ASIC对波长进行调制以对由传感器提供的测量结果进行编码。

注意，上面参照图6、7、10和11所述的传感器节点配置和操作并不旨在排除可以布置传感器节点部件，或者可以调制波长以对在传感器节点获得的测量结果进行编码的各种方式。

本发明的系统实施例可以采用电耦合至传感器节点部件的波长选择性元件(“WSE”)，以便对由在波导末端处的光源产生的或由本地光源产生的光进行调制。波导以可忽略的损耗限制光单向行进，并且多个波长可以使用相同的波导而不受干扰。WSE可以被配置有基本上与波导所传送的光的特定波长相匹配的谐振波长，使得通过将WSE置于与在波导中行进的光的渐逝场(evanescent field)相邻的位置和其内，WSE渐逝地耦合来自波导的光的波长，并在一时间段内俘获光。WSE的谐振波长可以通过电耦合到WSE的传感器节点部件而电切换成与相邻的波导所传送的光的波长谐振和不谐振。结果，WSE可以被操作以对在相邻波导中行进的光的波长进行调制，以便对测量结果进行编码。WSE还可以被操作以将来自一个波导或光源的光转向或射入另一波导中。

在某些实施例中，WSE可以是微环谐振器。图12A示出根据本发明一个或多个实施例的微环谐振器1202和相邻波导1204的一部分的等轴测视图和放大图。波导可以是单模或多模光纤、中空波导或脊形波导，并且还可以被布置在与微环1202的外边缘相邻的位置。当光的波长和微环1202的尺寸满足下列谐振条件时，沿波导1204传输的特定波长的光渐逝地从波导1204耦合到微环1202中：

$\frac{L_p}{m}=\frac{\mathrm{\λ}}{n_{\mathrm{eff}}(\mathrm{\λ},T)}$

其中n_eff是微环1202的有效折射率，L_P是微环1202的有效光学路径长度，m是指示谐振的等级的整数，并且λ是在波导1204中行进的光的自由空间波长。谐振条件还可以被重写为λ＝L_Pn_eff(λ，T)/m。换句话说，谐振器的谐振波长是谐振器有效折射率和光学路径长度的函数。

渐逝耦合是光的渐逝波从诸如微环的一个介质传输到诸如脊形波导或光纤之类的另一介质的过程，以及是光的渐逝波从诸如脊形波导或光纤之类的一个介质传输到诸如微环的另一介质的过程。例如，当在波导1204中传播的光所产生的渐逝场耦合到微环1202中时，微环1202和波导1204之间的渐逝耦合发生。假设微环1202被配置为支持渐逝场的模式，则渐逝场产生在微环1202中传播的光，从而将来自波导1204中的光渐逝地耦合到微环1202中。

在其它实施例中，微环1202可以通过利用适当的电子施主和电子受主杂质对环绕微环1202的衬底的区域进行掺杂而被电调节。图12B示出根据本发明一个或多个实施例的、沿图12A所示的线A-A截取的、环绕微环1202的掺杂区的截面图。在某些实施例中，微环1202和衬底1206包括本征半导体材料，n型区域1208可以形成在微环1202的半导体衬底内部，而p型区域1210可以形成在环绕微环1202外部的衬底1206中。微环1202、p型区域1210和n型区域1208形成p-i-n结。在其它实施例中，谐振器的p型和n型杂质可以相反。

当对p型区域1210和n型区域1208进行电接触时，最终的p-i-n结可以正向偏压或反向偏压模式操作。在正向偏压下，可以通过当前的结引起微环1202的折射率的改变。在反向偏压下，高电场可以形成在整个微环1202上，并且折射率改变可以通过电-光效应而导致。所有这些电调节技术仅仅提供了微环1202的折射率的相对小的偏移，从而改变微环的谐振波长。

微环1202和波导1204可以由例如硅(“Si”)和锗(“Ge”)的元素半导体或化合物半导体组成。化合物半导体可以由例如铝(“Al”)、镓(“Ga”)和铟(“In”)的IIIa列元素与例如氮(“N”)、磷(“P”)、砷(“As”)和锑(“Sb”)的Va列元素结合而组成。化合物半导体还可以根据III和V元素的相对量来进一步分类。例如，二元半导体化合物包括具有实验式GaAs、InP、InAs和GaP的半导体；三元化合物半导体包括具有实验式GaAs_yP_1-y的半导体，其中y的范围从大于0到小于1；并且四元化合物半导体包括具有实验式In_xGa_1-xAs_yP_1-y的半导体，其中x和y的范围分别从大于0到小于1。其它类型的合适化合物半导体包括II-VI物质，其中II和VI表示周期表的IIb和VIa元素。例如，CdSe、ZnSe、ZnS和ZnO是示例性二元II-VI化合物半导体的实验式。

P型杂质可以是将叫做“空穴”的空缺电子能级引入微环1202的电子带隙的原子。这些杂质还叫做“电子受主”。N型杂质可以是将充满的电子能级引入微环1202的电子带隙的原子。这些杂质叫做“电子施主”。例如，硼(“B”)、Al和Ga是将空缺电子能级引入Si的空缺带附近的p型杂质；而P、As和Sb是将充满的电子能级引入Si的导电带附近的n型杂质。在III-V化合物半导体中，VI列杂质代替III-V栅格中的V列位置并且用作n型杂质，而II列杂质代替III-V栅格中的III列原子以形成p型杂质。中等掺杂对应于超过大约10¹⁵杂质/cm³的杂质浓度，而重掺杂对应于超过大约10¹⁹杂质/cm³的杂质浓度。

在其它实施例中，可以通过撞击传送波长的波导或向其施加压力来将测量结果编码在波长中。图13示出根据本发明一个或多个实施例操作的示例传感器节点部件1302的等轴测视图。部件1302位于与波导1304接触的位置。部件1302可以表示传感器或ASIC。波导1304可以是光纤、光纤带的光纤、脊形波导或中空波导。为了方便起见，假设部件1302表示传感器，例如温度或湿度传感器。部件1302可以由形状因为温度或湿度改变而经历不同物理改变的物质组成。部件1302可以被配置为使得这些物理改变产生施加给相邻波导1304的压力，如方向箭头1306所指示的。所施加的压力可以引起光纤1304的截面尺寸的形状改变，从而影响在波导1304中传输的波长的强度。现在假设部件1302表示ASIC。部件1302可以包括微电机械系统，部件1302操作以响应从一个或多个电耦合的传感器接收的电信号向波导1304施加压力或撞击该波导。在其它实施例中，部件1302可以被配置为将电流注入波导1304中，以便改变波导1304的折射率。

图14示出根据本发明一个或多个实施例的用于在传感器线路上压印传感器节点的卷对卷工艺。在带1406上压印传感器节点部件的工艺可以在连续的、类似生产线的工艺中执行以产生传感器节点1404的成品卷(finishedroll)，以用于传感器网络。图14示出在材料1406的平坦带的相对端处绕成卷的未印刷的第一部分1402和完成印刷的第二部分1404。带可以是以上参照图5描述的多核光纤带502；以上参照图8描述的单核光纤带802；或以上参照图9描述的柔性材料或衬底908。带1406被供应通过站1408-1410，每个站被操作以执行步骤或步骤序列，从而获得压印在带的表面上并卷成成品卷1404的传感器节点1412。在图14所示的示例中，第一站1408对各种材料层执行化学气相沉积，包括化学气相沉积(“CVD”)、等离子体增强CVD(“PECVD”)、有机金属CVD(“MOCVD”)或气溶胶辅助CVD(“AACVD”)，仅列出几种用于沉积各种半导体、金属和介电材料层的技术。在某些层已沉积在沉积站1408中之后，然后带1406穿过图案化站，在该图案化站，沉积材料使用包括纳米压印光刻、光刻或电子束光刻(仅列出一些)的各种光刻术被图案化成各种微电子器件，例如但不限于二极管、光电二极管、晶体管、场效应传感器、电容器、忆阻器以及其它类型的电路和传感器元件。然后，带穿过蚀刻站1410，在这里，过多沉积的材料可以被去除。例如，蚀刻站1410可以被配置成执行反应-离子蚀刻。完成的传感器节点1412从蚀刻站显现出来，并且被卷成成品卷1404。

注意，用于以卷对卷工艺制造传感器线路的方法并不限于以上参照图14所述的三个站。为了简单和方便起见，仅仅表示出三个处理站。实际上，在带上压印各种传感器节点部件所涉及的处理站的数目可以改变。例如，取决于待形成的部件的类型，被配置成沉积和图案化材料的特定层的多个沉积、图案化和蚀刻站可以沿生产线被置于各个点处，以形成传感器节点。

为了解释的目的，之前的描述使用特定的术语以提供对本发明的全面理解。然而，对于本领域技术人员来说明显的是，为了实现本发明，并不需要特定的细节。之前本发明特定实施例的描述是为了图示和描述的目的而呈现。这些实施例并不旨在是详尽的或限制本发明至所公开的精确形式。很明显，鉴于上述教导，许多修改和改变是可能的。为了更好地解释本发明的原理及其实际应用示出和描述了实施例，从而使本领域技术人员能够在利用适合于预期的特定应用的各种修改的情况下，更好地利用本发明和各种实施例。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同物来限定。

Claims (14)

1.一种传感器网络，包括：

处理节点(110，310)；以及

光学耦合至所述处理节点的一条或多条传感器线路(102，202，302)，每条传感器线路包括：

波导(116，216，316)，和

一个或多个传感器节点(112，210)，每个传感器节点光学耦合至所述波导，并且被配置成测量一个或多个物理条件，并将测量结果编码在由所述波导传送至所述处理节点的光的一个或多个波长中。

2.根据权利要求1所述的传感器网络，进一步包括多路复用器(402)，该多路复用器光学耦合至所述一条或多条传感器线路中的每条传感器线路，并且被配置成从所述传感器线路中的每条传感器线路接收具有经过编码的测量结果的所述一个或多个波长，并将所述波长路由至所述处理节点。

3.根据权利要求1所述的传感器网络，其中每条传感器线路进一步包括布置在所述波导的末端处的光源(118)，所述光源被配置成产生和射入由所述一个或多个传感器节点使用的光的所述一个或多个波长，以对所述测量结果进行编码。

4.根据权利要求1所述的传感器网络，其中所述一个或多个传感器节点中的每个传感器节点进一步包括被配置成产生由所述传感器节点使用的所述一个或多个波长以对测量结果进行编码的一个或多个光源。

5.根据权利要求1所述的传感器网络，进一步包括：

多路复用器/多路信号分离器(414)，光学耦合至所述处理节点和所述一条或多条传感器线路；和

光源(415)，光学耦合至所述多路复用器/多路信号分离器并且被配置成产生光的所述一个或多个波长，其中所述多路复用器/多路信号分离器接收所述一个或多个波长并将该一个或多个波长射入所述一个或多个传感器节点的波导中，并且从所述传感器线路中的每条线路接收具有经过编码的测量结果的所述一个或多个波长并将该波长路由至所述处理器节点。

6.根据权利要求1所述的传感器节点，其中所述波导进一步包括多核光纤带(502)，并且所述一个或多个传感器节点的部件被压印在所述带上。

7.根据权利要求1所述的传感器节点，其中所述波导进一步包括平坦的单核光纤带(802)，并且所述一个或多个传感器节点的部件被压印在所述带上。

8.根据权利要求1所述的传感器节点，其中所述传感器线路进一步包括柔性衬底(908)，其中所述波导和所述一个或多个传感器节点被布置在该柔性衬底(908)上。

9.根据权利要求8所述的传感器节点，其中所述波导进一步包括下列之一：

中空波导(902)；和

光纤。

10.根据权利要求1所述的传感器网络，其中每个传感器节点进一步包括：

一个或多个传感器；和

特定用途集成电路，电耦合至所述一个或多个传感器并被配置成控制所述一个或多个传感器的操作，其中从所述一个或多个传感器获得的测量结果被编码在光学耦合至所述传感器节点的一个或多个波导中的光的所述一个或多个波长中。

11.根据权利要求11所述的传感器网络，其中所述一个或多个传感器光学耦合至所述波导并被配置成将测量结果编码在所述一个或多个波长中。

12.根据权利要求11所述的传感器网络，其中所述特定用途集成电路光学耦合至所述波导、从所述传感器接收以电信号编码的测量结果，并将所述测量结果编码在所述一个或多个波长中。

13.一种用于制造传感器网络的方法，包括：

解开单个带衬底(1402)，所述带包括一个或多个波导；

将一个或多个材料层沉积(1408)在所述带的部分上；

对所述材料层中的一个或多个传感器节点微电子部件进行图案化(1409)；并且

蚀刻(1410)所述传感器节点部件以去除过多材料。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述带材料进一步包括下面至少之一：

多核光纤带(502)；和

平坦的单核光纤带(802)。

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