CN105277492B - 使用环形谐振器传感器的液体感测系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及使用环形谐振器传感器的液体感测系统和方法。公开了一种具有多通道相互作用区的传感器系统。系统包括输入区、多通道区和输出区。输入区被配置成接收所发射的光。多通道区耦合到输入区并且被配置成根据接近多通道区的样品吸收所发射的光的部分。输出区耦合到多通道区并且被配置成提供来自多通道区的经相互作用的光。
Description
背景技术
传感器在感测系统中被利用以检测诸如光、温度、运动等之类的性质。一种类型的传感器是流体（液体和/或气体）传感器，其可操作成感测流体。由传感器在流体的某个特定性质上执行测量并且这些测量然后被用于确定流体自身的类型或确定流体的另一性质。
常见传感器是用于测量流体的吸收传感器并且典型的配置是直波导。直波导配置使用光经过的直线脊（肋）。脊与样品接触。波导的输出端口提供出射光并且输出信号在波导中的光与顶上的流体相互作用时改变。这些变化可以被测量并且关联到流体。
然而，这样的波导相对迟钝并且要求非常长的长度以便充分标识变化的液体。替代于增加灵敏度，一般需要多个波导并且将其形成为网格。该网格构造是脆弱的，并且作为结果，易受破坏。需要改进的传感器。
附图说明
图1是使用环形波导的传感器系统的图。
图2是图示了多通道环形波导传感器的侧视图的图。
图3A是图示了具有四个端口的环形多通道波导300的图。
图3B是图示了具有两个端口的环形多通道波导的图。
图4A是图示了通过光子晶体实现并且具有四个端口的环形多通道波导的图。
图4B是图示了通过光子晶体实现并且具有两个端口的环形多通道波导的图。
图5是具有锥形光栅区的波导的图。
图6是具有线性或非锥形光栅区的波导的图。
图7是图示了实现为具有六边形的组件的隔膜的结构的衬底的图。
图8是图示了操作具有多通道相互作用区的传感器的方法的流程图。
具体实施方式
现在将参考随附的绘制图来描述本发明，其中相同的参考标号自始至终被用于指相同的元件，并且其中所图示的结构和设备不一定按比例绘制。
公开了利用具有多通道区的传感器的传感器系统和方法，所述多通道区具有笔直和/或弯曲的形状。多通道区允许光通过相互作用体积的多个通道，这意味着光与样本之间的多个相互作用。波导的大小、形状和组成可以变化或调整成测量不同类型的液体和气体。
图1是使用环形波导的传感器系统100的图。以简化形式提供系统100以便帮助理解。作为将环形传感器用于感测液体或气体的系统的示例来提供系统100。
系统100包括接口102、环形传感器104和控制单元106。接口102将环形传感器104耦合到控制单元106。接口102可以被配置成提供用于通信的功率和/或信号。
控制单元106被配置成控制环形传感器104并且获取和利用由环形传感器104生成的测量。例如，在一个示例中，控制单元106可以被配置成基于来自环形传感器104的测量或输出信号来确定液体和液体的组成。
环形传感器104被配置成测量和/或检测接近环形传感器104的（多个）样品。传感器104可以被配置成测量接近传感器104的样品的化学和/或环境性质。样品可以被放置或定位成与传感器104接触。
传感器104包括弯曲或环形波导。以下提供合适形状的一些示例。光源耦合到波导的输入并且光检测器耦合到波导的输出。光多次经过弯曲或环形相互作用区。在光经过时，发生光的衰减。该衰减根据与相互作用区接触或接近于相互作用区的样品而变化。检测器测量输出光。该信息或测量可以被提供给控制单元106以供分析。测量关联到样品并且包括例如样品类型、液体、气体、温度等等。
图2是图示了多通道波导传感器200的侧视图的图。传感器200被用于检测和/或测量接近于传感器200的流体。传感器200使用光多次经过的多通道区以便增强吸收率并且减小用于传感器的大小。
传感器200包括波导201、光源208和光检测器210。光源208发射电磁场（或光）。光源208可以被配置成发射特定波长的光，诸如红外线。检测器210被配置成检测或测量由光源208发射的光在其经过波导201之后的波长。样品212接近于波导201定位或与波导201接触。样品212可以包括液体和/或气体。
波导201包括输入区202、多通道相互作用区204和输出区206并且形成在隔膜214上。波导201包括合适的材料，诸如硅，并且具有合适的尺寸。在一个示例中，波导201具有2微米的宽度和600纳米的高度。针对波导201的其它特性也可以被选择或调节，包括但不限于所使用的端口、用于相互作用区204的环形或盘形、材料等等。另外，在一个示例中，波导201是作为引导介质的肋形波导。肋形波导将光局限于在两个维度上经过。在另一示例中，波导是在其横截面/折射率方面具有周期性改变的光子晶体或分段波导，或者形成在其中。光子晶体或分段波导可以形成有2D或3D图案。
一般地，光子晶体是两种类型的周期性结构：材料板中的气孔和空气中的材料棒。对于材料板中的气孔，气孔布置在周期性晶格中。对于空气中的材料棒，棒布置在周期性晶格中。以下描述光子晶体的示例。板中的孔可以填充有相比于板的材料而言具有不同的折射率的材料。
输入区202从光源208接收所发射的光并且使光指向多通道相互作用区204。在一个示例中，光源208关于波导201面偏离定位并且输入区202被配置有光栅以允许光进入波导201。在另一示例中，光源208定位成使得指导所发射的光通过光导201。光栅具有合适的尺寸，诸如光栅周期、光栅高度和光栅区的长度（例如2mm），以便允许充足的光进入光导201。在又一示例中，光源208驻留在与波导201相同的芯片上并且与波导201成一直线。
隔膜214包括用于支撑波导201的合适材料和典型地数个其它波导/传感器。此外，选择合适的材料以提供隔膜特性，包括例如折射率、柔性等等。隔膜214可以在某种程度上是刚性或柔性的，这取决于所使用的材料。在一个示例中，隔膜214包括关于波导在其背侧上的蜂巢结构，其促进强度同时准许柔性。在一个示例中，合适的材料是氮化硅。在另一示例中，合适的材料具有低折射率。
多通道相互作用区204（还称为谐振器区）包括被配置成导致所引导的光多次经过或传播通过的环形或弯曲形状。环形形状和大小被配置用于所选波长和吸收率。当所引导的光经过吸收区时，所引导的光根据样品212而衰减。因此，变化的样品类型和特性（诸如寿命和温度）产生在整个区上不同的吸收率。作为结果，所引导的光衰减而从多通道相互作用区204出射。经相互作用的光在相比于所发射的光或没有样品212的情况下的光时衰减。
经相互作用的光在输出区206处从波导201出射。经相互作用的光由检测器210测量。在一个示例中，输出区206具有允许经相互作用的光从波导201出射的光栅。在另一示例中，输出区206具有与检测器210成一直线定位的出口或开口。例如，检测器可以形成在具有波导201的芯片上并且与波导201成一直线。
检测器210测量来自波导201的输出区206的出射光。出射光相比于所发射的光或没有样品212的情况下的光而言衰减。检测器210或另一组件（诸如控制器）使用所测量的光来确定样品212的组成和其它特性。检测器210可以被配置成与波导201成一直线。可替换地，检测器210可以被配置成与波导面偏离/线偏离。
检测器210可以被配置成测量所选范围或波长的光，诸如红外线。在一个示例中，波导200被配置成感测5-6微米左右的波长。
要指出的是，波导201可以被配置成提供波长或波长的范围，称为输出波长，其可以是所发射的光的波长的子集。本质上，波导201可以被配置成通过所使用的端口的选择、半径/周期大小（在光子晶体的情况中）、区204形状和大小、所使用的材料等等来滤出或衰减其它波长。
图3A是图示了具有四个端口的环形多通道波导300的图。波导300可以合并到以上所描述的传感器200中以便测量或检测样品。波导300包括增强波导300的吸收率而不消耗大面积的多通道或谐振器区。
波导300包括输入端口302、多通道相互作用区304、输出端口306、吞吐量端口308和添加/滴落端口310。在该示例中，示出但不使用吞吐量端口308和添加端口310。要领会的是，波导300的变型可以利用吞吐量端口308和/或添加端口310以用于附加的功能。
输入端口302从光源接收所发射的光并且使光指向多通道相互作用区304。在一个示例中，输入端口302被配置有允许光进入的光栅。在另一示例中，光源与输入端口302成一直线定位以将所发射的光馈送到输入端口302中。
多通道相互作用区304，也称为谐振器区，包括被配置成导致所引导的光多次经过（例如循环）的环形或弯曲形状。图3中的箭头图示了光通过区304的一般旋转。环形形状和大小被配置用于所选波长和吸收率。当光经过或传播通过吸收、相互作用区304时，光根据接近相互作用区304的样品而衰减。衰减的量和/或比率取决于样品和样品的特性。例如，变化的样品类型和特性（诸如流体的组成、温度或寿命）产生在整个区上不同的吸收率。作为结果，经相互作用的光从多通道相互作用区304出射。经相互作用的光在相比于所发射的光或没有样品212的情况下的光时衰减。
经相互作用的光从区304出射并且经由输出端口306从波导300出射。经相互作用的光由诸如以上示出的那个之类的检测器测量。在一个示例中，输出端口306具有允许经相互作用的光从波导300出射的光栅。在另一示例中，输出端口306具有与检测器成一直线定位的出口或开口。
要指出的是，波导300的配置防止光直接经过波导300，如利用其它直线波导可能发生的那样。
图3B是图示了具有两个端口的环形多通道波导300的图。波导300可以合并到以上所描述的传感器200中以便测量或检测样品。波导300包括增强波导300的吸收率而不消耗大面积的多通道或谐振器区。
波导300包括输入端口302、多通道相互作用区304和输出端口306。输入端口302从光源接收所发射的光，沿直波导传播它并且将光耦合到环304中。在被俘获在环304中之后（其中发生与样品的相互作用），部分衰减的光被朝向输出端口向外耦合到直波导。在一个示例中，输入端口302被配置有允许光进入的光栅。在另一示例中，光源与输入端口302成一直线定位以使所发射的光指向输入端口302中。
多通道相互作用区304，也称为谐振器区，包括被配置成导致所发射的光多次经过的环形或弯曲形状。图3B中的箭头图示了光通过区304的一般旋转/传播。环形形状和大小被配置用于所选波长和吸收率。当所发射的光经过吸收、相互作用区304时，所发射的光根据接近相互作用区304的样品而衰减。衰减的量和/或比率根据样品和样品的特性而变化。例如，变化的样品类型和特性（诸如样本的寿命和温度）产生在整个区上不同的吸收率。作为结果，经相互作用的光从多通道相互作用区304出射。经相互作用的光在相比于所发射的光或没有样品212的情况下的光时衰减。
经相互作用的光从区304出射并且经由输出端口306从波导300出射。经相互作用的光由诸如以上示出的那个之类的检测器测量。在一个示例中，输出端口306具有允许经相互作用的光从波导300出射的光栅。在另一示例中，输出端口306具有与检测器成一直线定位的出口或开口。
要指出的是，图3B的波导300的配置准许光直接经过波导300。此外，当从顶部查看时，光逆时针行进贯穿多通道区304。
图4A是图示了被实现为光子晶体（PhC）并且具有四个端口的环形多通道波导400的图。波导400可以合并到以上描述的传感器200中以便测量或检测样品。波导400包括增强波导400的吸收率而不消耗大面积的PhC多通道或谐振器区。
使用光子晶体形成波导400。示出示例图案以图示光子晶体，然而要领会的是，该图案是用于说明目的并且可以利用其它图案。图案是二维或三维的并且被配置用于包括但不限于波长、吸收、透射率等的特性。波导400被示出有立方体晶格，然而可以利用其它配置，包括但不限于六边形晶格、六边形环等等。
波导400利用合适的材料或者由合适的材料形成。在一个示例中，光子晶体和/或波导400形成在硅晶片上。此外，环氧树脂和/或酰亚胺可以用作波导400内的光子层。可以用于波导400的另一材料是PMMI（聚乙二醇甲基丙烯酸酯）——具有在3mm厚度处90%的透射率的无定形、完全透明的塑料。针对PMMI的折射率随酰亚胺的浓度变高而增加。
波导400包括输入端口402、多通道PhC相互作用区404、输出端口406、吞吐量端口408和添加/滴落端口410。示出但不使用吞吐量端口408和添加端口410。要领会的是，波导400的变型可以利用吞吐量端口408和/或添加端口410以用于附加的功能。波导400的功能类似于图3A中描述的波导300。
输入端口402从光源接收所发射的光并且使光指向多通道相互作用区404。在一个示例中，输入端口402被配置有允许光进入的光栅。在另一示例中，光源与输入端口402成一直线定位以将所发射的光馈送到输入端口402中。
多通道相互作用区404，也称为PhC谐振器区，包括被配置成导致所引导的光多次经过（例如循环）的环形或弯曲形状。图4A中的箭头图示了光通过区404的一般旋转。环形形状和大小被配置用于所选波长和吸收率。当光经过或传播通过吸收、相互作用区404时，光根据接近相互作用区404的样品而衰减。衰减的量和/或比率取决于样品和样品的特性。例如，变化的样品类型和特性（诸如流体的组成、温度或寿命）产生在整个区上不同的吸收率。作为结果，经相互作用的光从多通道相互作用区404出射。经相互作用的光在相比于所发射的光时衰减。
经相互作用的光从区404出射并且经由输出端口406从波导400出射。经相互作用的光由诸如以上示出的那个之类的检测器测量。在一个示例中，输出端口406具有允许经相互作用的光从波导400出射的光栅。在另一示例中，输出端口406具有与检测器成一直线定位的出口或开口。
图4B是图示了使用光子晶体并且具有四个端口的环形多通道波导400的图。波导400可以合并到以上描述的传感器200中以便测量或检测样品。波导400包括增强波导400的吸收率而不消耗大面积的多通道或谐振器区。
使用光子晶体形成波导400。示出示例图案以图示光子晶体，然而要领会的是，该图案是用于说明目的并且可以利用其它图案。图案是二维或三维的并且被配置用于包括但不限于波长、吸收等等的特性。波导400被示出有立方体晶格，然而可以利用其它配置，包括但不限于六边形晶格、六边形环等等。
波导400利用合适的材料或者由合适的材料形成。在一个示例中，光子晶体和/或波导400形成在硅晶片上。此外，环氧树脂和/或酰亚胺可以用作波导400内的光子层。可以用于波导400的另一材料是PMMI（聚乙二醇甲基丙烯酸酯）——具有在3mm厚度处90%的透射率的无定形、完全透明的塑料。针对PMMI的折射率随酰亚胺的浓度变高而增加。
波导400包括输入端口402、PhC多通道相互作用区404、和输出端口406。输入端口402从光源接收所发射的光，沿直波导传播它并且将光耦合到环404中。在被俘获在环404中之后（其中发生与样品的相互作用），部分衰减的光被朝向输出端口向外耦合到直波导。在一个示例中，输入端口402被配置有允许光进入的光栅。在另一示例中，光源与输入端口402成一直线定位以使所发射的光指向输入端口402中。
多通道相互作用区404，也称为谐振器区，包括被配置成导致所发射的光多次经过的环形或弯曲形状。图4B中的箭头图示了光通过区404的一般旋转。环形形状和大小被配置用于所选波长和吸收率。当所发射的光经过吸收、相互作用区404时，所发射的光根据接近相互作用区404的样品而衰减。衰减的量和/或比率根据样品和样品的特性而变化。例如，变化的样品类型和特性（诸如样本的寿命和温度）产生在整个区上不同的吸收率。作为结果，经相互作用的光从多通道相互作用区404出射。经相互作用的光在相比于所发射的光或没有样品212的情况下的光时衰减。
经相互作用的光从区404出射并且经由输出端口406从波导400出射。经相互作用的光由诸如以上示出的那个之类的检测器测量。在一个示例中，输出端口406具有允许经相互作用的光从波导400出射的光栅。在另一示例中，输出端口406具有与检测器成一直线定位的出口或开口。
要指出的是，波导400的配置使光可以直接经过波导400。此外，当从顶部查看时，光顺时针行进贯穿多通道区404。
图5是具有锥形光栅区的波导300的图。波导300被描绘有锥形光栅区。要领会的是，具有多通道区的其它波导可以利用锥形光栅区，包括例如图3B的波导300。
波导300包括输入端口302、多通道区304和输出端口306。输入端口302耦合到或包括输入锥形光栅区512。输出端口306耦合到或包括输出锥形光栅区514。
光栅区512具有朝向波导300缩窄的锥形形状。锥形形状准许相对于波导300的宽度具有较宽的波束散布或简单地较大的波束直径的光源。例如，锥形形状允许经由输入端口耦合到波导300中的来自源的光量的增加。作为结果，可以利用不太限制性的光源。光栅包括区内的间隔或分离的开口并且被配置成允许光进入波导300。在光栅区512内的开口之间存在分段。如所示，光栅也包括锥形形状。光栅被配置成具有取决于开口的尺寸的衍射级。
输出光栅区514也具有锥形形状并且其远离波导300而扩张或增加。锥形形状使从波导300出射的光分散并且准许利用较大尺寸的检测器。
图6是具有线性或非锥形光栅区的波导300的图。波导300在此被描绘有线性光栅区。要领会的是，具有多通道区的其它波导可以利用线性光栅区，包括例如图3B的波导300。
波导300包括输入端口302、多通道区304和输出端口306。输入端口302耦合到或包括输入光栅区612。输出端口306耦合到或包括输出光栅区614。
光栅区612具有一般匹配波导300的非锥形、线性形状。该形状一般要求具有比用于图5的光源更窄的散布（或小波束直径）的匹配光源。光栅被配置成允许光进入波导300。
输出光栅区614还具有与波导300成一直线的线性形状。线性形状维持从波导300出射的光的窄宽度并且准许利用较小尺寸的检测器。
要领会的是，设想到光栅区的变型。例如，图5的锥形输入光栅区512可以与使用波导400或300的线性输出光栅区614一起使用。作为另一示例，线性输入光栅区612可以与使用波导400或300的锥形输出光栅区514一起使用。
图7是图示了具有六边形组件的隔膜700的图。隔膜700被用于支撑一个或多个波导或将其附接于此，所述波导典型地具有多通道相互作用区。隔膜700可以用于以上描述的隔膜214。
隔膜700包括多个六边形组件以形成蜂巢图案。各个组件可以是相对刚性的；然而，组件之间的连接线可弯曲并且改进柔性。
隔膜700包括合适的材料并且具有所选折射率。隔膜700可以被配置成支撑其它组件，包括但不限于传感器、光源、光检测器、互连等等。
图8是图示了操作具有多通道相互作用区的传感器的方法800的流程图。方法800使用多次经过相互作用区以减小所利用的空间并且改进吸收率。
方法800在块802处开始，其中选择波长或波长的范围。可以根据要检测的样品和/或样品的类型来选择波长。此外，可以选择波长以检测特定化学性质和环境性质。在一个示例中，将波长选择成仅包括红外光。
在块804处根据所选波长配置具有多通道相互作用区的波导。波导被配置成具有所选特性，诸如所选高度宽度和长度。其它所选特性可以包括材料、多通道区形状等等。在一个示例中，多通道相互作用区被配置成具有根据所选波长和/或要检测的化学和环境性质选择的半径。
在块806处，光源发射具有所选波长的光。在一个示例中，光源被控制成仅提供所选波长。在另一示例中，光源被设计成发射所选波长。光源还被配置成发射已知并且稍后可以用于确定通过波导的衰减的光量。在又一示例中，光源可以发射宽带光并且经由诸如光子晶体之类的滤光器完成（多个）波长的选择。
在块808处所发射的光经过波导和多通道相互作用区。当光进行多次经过时，部分光被接近于波导和相互作用区的样品吸收。吸收率至少部分地取决于样品。
在块810处，经相互作用的光从波导出射并且由检测器测量。一旦光多次经过波导并且已经与样品相互作用，经相互作用的光通过输出区从波导出射。光检测器捕获并且测量已经相互作用并且从波导出射的光。
在块812处根据所发射的光和所测量的光来确定样品性质。性质包括化学和/或环境性质。此外，在块812处可以确定样品类型。光检测器和/或分离的控制器可以被配置成做出确定。
虽然以下将方法说明和描述为一系列动作或事件，但是将领会的是，不以限制性含义来解释这样的动作或事件的所说明的次序。例如，一些动作可以以除了本文所说明和/或描述的那些之外的不同的次序发生和/或与其它动作或事件同时发生。此外，并非可能要求所有所说明的动作来实现本文中的公开内容的一个或多个方面或实施例。而且，本文所描绘的动作中的一个或多个可以在一个或多个分离的动作和/或阶段中实施。
要领会的是，所要求保护的主题可以实现为方法、装置或使用标准编程和/或工程技术来产生软件、固件、硬件或其任何组合以控制计算机实现所公开的主题的制造品（例如，图1和图2等中所示的系统是可以用于实现以上方法的系统的非限制性示例）。如本文所使用的术语“制造品”意图涵盖从任何计算机可读设备、载体或媒体可访问的计算机程序。当然，本领域技术人员将认识到可以对该配置做出许多修改而不脱离于所要求保护的主题的范围或精神。
公开了一种具有多通道相互作用区的传感器系统。系统包括输入区、多通道区和输出区。输入区被配置成接收所发射的光。多通道区耦合到输入区并且被配置成允许根据接近多通道区的样品的所发射的光的部分的吸收。输出区耦合到多通道区并且被配置成提供来自多通道区的经相互作用的光。
公开了一种具有多通道相互作用区的传感器系统。系统包括传感器和控制单元。传感器包括光源、波导和检测器。光源被配置成发射（多个）所选波长处的光。波导被配置成接收所发射的光、提供与样品的相互作用并且提供经相互作用的光。检测器被配置成测量来自波导的经相互作用的光。控制单元耦合到传感器并且被配置成根据所测量的光和所发射的光来确定样品的性质。
公开了一种操作具有多通道相互作用区的传感器的方法。选择用于检测的波长。在一个示例中，波长是红外的。根据所选波长配置具有多通道相互作用区的波导。在波导处接收具有所选波长的光。所接收的光在多通道相互作用区内相互作用。测量从波导出射的光。所测量的光和所接收的光可以用于确定或检测样品。
特别地关于由以上描述的组件或结构（部件、设备、电路、系统等）执行的各种功能，用于描述这样的组件的术语（包括对“构件”的引用）意图对应于（除非另行指示）执行所描述的组件的指定功能的任何组件或结构（例如其在功能上等同），即使在结构上不等同于在本文所说明的本发明的例示性实现中的执行该功能的所公开的结构。此外，虽然可能已经关于若干实现中的仅一个公开了本发明的特定特征，但是这样的特征可以与其它实现的一个或多个其它特征组合，如可能期望并且对于任何给定或特定应用有利的那样。另外，在详细描述和权利要求书中的任一个中使用术语“包含”、“含有”、“具有”、“拥有”、“带有”或其变型的意义上，这样的术语意图以类似于术语“包括”的方式是包含性的。
Claims (19)
1.一种具有多通道相互作用区的传感器系统，所述系统包括：
被配置成接收所发射的光的输入区；
耦合到输入区的多通道区，其中，所述多通道区被配置成导致所发射的光多次经过所述多通道区并且根据接近多通道区的样品吸收所发射的光的部分；
耦合到多通道区的输出区，其被配置成提供来自多通道区的经相互作用的光；以及
被配置成支持输入区、多通道区和输出区的柔性隔膜，其中柔性隔膜在其相对于输入区、多通道区和输出区的背面上包括蜂巢结构；
其中，所述多通道区由光子晶体形成，并且所述光子晶体是两种类型的周期性结构并且具有基于样品特性和周期性结构的吸收率。
2.根据权利要求1所述的系统，其中输入区具有锥形形状。
3.根据权利要求1所述的系统，其中输入区具有被配置成接收所发射的光的光栅。
4.根据权利要求1所述的系统，还包括被配置成提供所选波长处的所发射的光的光源。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所发射的光具有红外波长。
6.根据权利要求1所述的系统，其中多通道区具有被配置成准许所发射的光的至少一部分的多次经过的弯曲。
7.根据权利要求1所述的系统，其中多通道区是圆形的并且具有根据所发射的光的所选波长的半径。
8.根据权利要求1所述的系统，还包括耦合到多通道区的吞吐量端口。
9.根据权利要求1所述的系统，其中输出区与输入区成一直线。
10.根据权利要求1所述的系统，还包括被配置成测量来自输出区的经相互作用的光的检测器。
11.根据权利要求10所述的系统，还包括被配置成从检测器获取经相互作用的光的测量并且确定接近多通道区的样品的化学性质的控制单元。
12.一种具有多通道相互作用区的传感器系统，所述系统包括：
传感器，具有：
被配置成发射所选波长处的光的光源；
被配置成接收所发射的光并且根据样品吸收光的部分，并且提供经相互作用的光的波导；以及
被配置成测量来自波导的经相互作用的光的检测器；
耦合到传感器并且被配置成根据所测量的光和所发射的光来确定样品的性质的控制单元；以及
被配置成支持输入区、多通道区和输出区的柔性隔膜，其中柔性隔膜在其相对于输入区、多通道区和输出区的背面上包括蜂巢结构；
其中，所述波导包括所述多通道相互作用区，其中所述多通道相互作用区配置成导致所发射的光多次经过所述多通道相互作用区并且根据接近多通道相互作用区的样品吸收所发射的光的部分，所述多通道相互作用区由光子晶体形成，并且所述光子晶体是两种类型的周期性结构并且具有基于样品特性和周期性结构的吸收率。
13.根据权利要求12所述的系统，其中波导具有被配置成导致所发射的光的至少一部分在多个通道中行进通过的弯曲部分。
14.根据权利要求12所述的系统，其中所述多通道相互作用区具有圆形形状，其中圆形形状被配置用于所选波长。
15.根据权利要求12所述的系统，还包括耦合到传感器和控制单元的接口。
16.一种操作具有多通道相互作用区的传感器的方法，所述方法包括：
选择用于检测的波长；
根据所选波长配置具有多通道相互作用区的波导，其中所述多通道相互作用区配置成导致所发射的光多次经过所述多通道相互作用区并且根据接近多通道相互作用区的样品吸收所发射的光的部分；
用柔性隔膜支持波导，其中柔性隔膜在其相对于波导的背面上包括蜂巢结构；
在波导处接收具有所选波长的光；
使所接收的光在多通道相互作用区内相互作用；以及
测量来自波导的出射光；
其中，所述多通道相互作用区由光子晶体形成，并且所述光子晶体是两种类型的周期性结构并且具有基于样品特性和周期性结构的吸收率。
17.根据权利要求16所述的方法，其中选择波长包括选择检测化学和环境性质的波长。
18.根据权利要求16所述的方法，其中使所接收的光相互作用包括使所接收的光与接近于多通道相互作用区的样品相互作用。
19.根据权利要求16所述的方法，还包括将所测量的光与所接收的光进行比较以检测样品。
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