光學(xué)生物傳感器、包括該光學(xué)生物傳感器的生物感測(cè)系統(tǒng)和制造光學(xué)生物傳感器的方法相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求2012年11月2日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局遞交的韓國(guó)專利申請(qǐng)No.10-2012-0123741的權(quán)益，并且要求2012年3月23日遞交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/614，705和2012年4月3日遞交的61/619，703的基于35U.S.C.§119(e)的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，通過(guò)引用將它們的公開(kāi)內(nèi)容全部結(jié)合于此。技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明構(gòu)思涉及光學(xué)生物傳感器，并且更具體地，涉及光學(xué)生物傳感器、包括該光學(xué)生物傳感器的生物感測(cè)系統(tǒng)、和制造光學(xué)生物傳感器的方法。

背景技術(shù)：
生物傳感器是測(cè)量處于液態(tài)或氣態(tài)的有機(jī)或無(wú)機(jī)材料的濃度的裝置。生物傳感器可以包括的示例包括壓電式生物傳感器、光學(xué)生物傳感器、機(jī)電式生物傳感器等。光學(xué)生物傳感器基于生物因素與將被檢測(cè)的目標(biāo)材料相互作用的光學(xué)現(xiàn)象測(cè)量生物材料的濃度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)方面，提供了一種光學(xué)生物傳感器，包括：生物感測(cè)單元，該生物感測(cè)單元被配置為通過(guò)接收輸入光學(xué)信號(hào)并產(chǎn)生具有根據(jù)生物材料變化的波長(zhǎng)的感測(cè)光學(xué)信號(hào)而檢測(cè)生物材料；和光譜儀，該光譜儀被配置為通過(guò)使感測(cè)光學(xué)信號(hào)通過(guò)具有不同的諧振波長(zhǎng)的多個(gè)環(huán)形諧振器產(chǎn)生多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)，所述多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)具有基于生物材料變化的強(qiáng)度。感測(cè)光學(xué)信號(hào)可以為通過(guò)從輸入光學(xué)信號(hào)的波長(zhǎng)成分中提取諧振波長(zhǎng)和通過(guò)從輸入光學(xué)信號(hào)中去除所述諧振波長(zhǎng)中的一種方式獲得的信號(hào)，所述諧振波長(zhǎng)根據(jù)生物材料的濃度變化。生物感測(cè)單元可以包括被配置為從輸入光學(xué)信號(hào)的波長(zhǎng)成分中提取諧振波長(zhǎng)的環(huán)形諧振器。生物感測(cè)單元可以包括：被配置為接收輸入光學(xué)信號(hào)的第一光波導(dǎo)；被配置為從輸入光學(xué)信號(hào)的波長(zhǎng)成分中提取諧振波長(zhǎng)的環(huán)形諧振器，所述諧振波長(zhǎng)是經(jīng)由環(huán)形諧振器和第一光波導(dǎo)之間的間距提取的；和第二光波導(dǎo)，該第二光波導(dǎo)被配置為經(jīng)由第二光波導(dǎo)和環(huán)形諧振器之間的間距將所述諧振波長(zhǎng)作為所述感測(cè)光學(xué)信號(hào)提供至光譜儀。生物感測(cè)單元可以包括用于接收輸入光學(xué)信號(hào)的光波導(dǎo)和環(huán)形諧振器，該環(huán)形諧振器用于通過(guò)經(jīng)由環(huán)形諧振器和光波導(dǎo)之間的間距從輸入光學(xué)信號(hào)的波長(zhǎng)中去除所述諧振波長(zhǎng)產(chǎn)生感測(cè)光學(xué)信號(hào)，并且將感測(cè)光學(xué)信號(hào)提供至光波導(dǎo)。生物感測(cè)單元可以包括：用于接收輸入光學(xué)信號(hào)的第一光波導(dǎo)；空腔諧振器，該空腔諧振器用于從輸入光學(xué)信號(hào)的波長(zhǎng)中提取諧振波長(zhǎng)，并提供所述諧振波長(zhǎng)作為所述感測(cè)光學(xué)信號(hào)；和第二光波導(dǎo)，該第二光波導(dǎo)用于接收感測(cè)光學(xué)信號(hào)并將感測(cè)光學(xué)信號(hào)提供至光譜儀。光譜儀可以包括：用于接收感測(cè)光學(xué)信號(hào)的第一光波導(dǎo)；所述多個(gè)環(huán)形諧振器，所述多個(gè)環(huán)形諧振器用于經(jīng)由所述多個(gè)環(huán)形諧振器和第一光波導(dǎo)之間的間距從感測(cè)光學(xué)信號(hào)的波長(zhǎng)中提取多個(gè)諧振波長(zhǎng)；和多個(gè)第二光波導(dǎo)，所述多個(gè)第二光波導(dǎo)用于經(jīng)由所述多個(gè)第二光波導(dǎo)和所述多個(gè)環(huán)形諧振器之間的間距接收所述多個(gè)諧振波長(zhǎng)，并且提供所述多個(gè)諧振波長(zhǎng)作為所述多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)。所述多個(gè)環(huán)形諧振器可以分別提取不同的諧振波長(zhǎng)。光柵耦合器位于所述多個(gè)第二光波導(dǎo)的端部處。光譜儀可以包括N個(gè)環(huán)形諧振器，所述N個(gè)環(huán)形諧振器用于產(chǎn)生N個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)，所述N個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)具有分別與從感測(cè)光學(xué)信號(hào)的3dB帶寬劃分的N個(gè)相等的子帶對(duì)應(yīng)的輸出波長(zhǎng)成分。生物感測(cè)單元和光譜儀可以位于同一半導(dǎo)體襯底上。光學(xué)生物傳感器還可以包括將所述多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的檢測(cè)單元。檢測(cè)單元可以包括用于分別接收所述多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)的多個(gè)檢測(cè)器。所述多個(gè)檢測(cè)器可以包括光電二極管、光電晶體管、飛行時(shí)間(TOF)傳感器、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)傳感器和電荷耦合器件(CCD)傳感器中的至少一種。生物感測(cè)單元、光譜儀和檢測(cè)單元形成在或被封裝在同一半導(dǎo)體襯底上。光學(xué)生物傳感器還可以包括用于基于從檢測(cè)單元輸出的電信號(hào)確定生物材料的濃度的信號(hào)處理器。光學(xué)生物傳感器還可以包括用于將輸入光學(xué)信號(hào)提供至生物感測(cè)單元的光源。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)方面，提供了一種光學(xué)生物傳感器，包括：被配置為從輸入光學(xué)信號(hào)中提取感測(cè)光學(xué)信號(hào)的生物感測(cè)環(huán)形諧振器，感測(cè)光學(xué)信號(hào)具有根據(jù)生物材料的濃度變化的諧振波長(zhǎng)；和被配置為從感測(cè)光學(xué)信號(hào)中提取多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)的多個(gè)光譜環(huán)形諧振器，每個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)具有不同的波長(zhǎng)。光學(xué)生物傳感器還可以包括多個(gè)檢測(cè)器，所述多個(gè)檢測(cè)器用于通過(guò)將所述多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)而提供用于指示所述多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)的強(qiáng)度的信息。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)方面，提供了一種生物感測(cè)系統(tǒng)，包括：流體通道，生物材料經(jīng)由該流體通道流動(dòng)；和生物傳感器芯片，該生物傳感器芯片被配置為基于生物材料的光學(xué)特性檢測(cè)生物材料是否存在和生物材料的濃度中的至少一種，并基于所述檢測(cè)輸出電信號(hào)。該生物傳感器芯片包括：鄰近流體通道的開(kāi)口；被配置為根據(jù)輸入光學(xué)信號(hào)產(chǎn)生感測(cè)光學(xué)信號(hào)的生物感測(cè)單元，感測(cè)光學(xué)信號(hào)的波長(zhǎng)根據(jù)生物材料是否存在和生物材料的濃度中的至少一種變化；和包括具有不同的諧振波長(zhǎng)的多個(gè)環(huán)形諧振器的光譜儀，該光譜儀被配置為通過(guò)使感測(cè)光學(xué)信號(hào)通過(guò)所述多個(gè)環(huán)形諧振器而產(chǎn)生多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)，所述多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)具有基于生物材料變化的強(qiáng)度。生物傳感器芯片還可以包括用于基于所述強(qiáng)度將所述多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的檢測(cè)單元。生物感測(cè)單元、光譜儀和檢測(cè)單元形成在或被封裝在同一半導(dǎo)體襯底上。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)方面，提供了一種制造光學(xué)生物傳感器的方法，包括下述步驟：在襯底上形成覆層；在覆層上形成芯層；以及圖案化芯層以獲得生物感測(cè)環(huán)形諧振器、多個(gè)光譜環(huán)形諧振器和多個(gè)光波導(dǎo)。所述多個(gè)光波導(dǎo)可以包括：第一光波導(dǎo)，該第一光波導(dǎo)用于接收輸入光學(xué)信號(hào)并將輸入光學(xué)信號(hào)作為感測(cè)光學(xué)信號(hào)提供至生物感測(cè)環(huán)形諧振器；第二光波導(dǎo)，該第二光波導(dǎo)用于接收來(lái)自生物感測(cè)環(huán)形諧振器的感測(cè)光學(xué)信號(hào)并將感測(cè)光學(xué)信號(hào)提供至所述多個(gè)光譜環(huán)形諧振器；和多個(gè)第三光波導(dǎo)，所述多個(gè)第三光波導(dǎo)用于接收來(lái)自所述多個(gè)光譜環(huán)形諧振器的多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)。該方法還可以包括在所述多個(gè)第三光波導(dǎo)的一個(gè)端部處形成多個(gè)檢測(cè)器的步驟。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)方面，提供了一種光學(xué)生物傳感器，包括襯底，該襯底具有位于該襯底上的生物感測(cè)單元和光譜儀，生物感測(cè)單元被配置為基于生物材料產(chǎn)生感測(cè)光學(xué)信號(hào)，并且光譜儀被配置為將感測(cè)光學(xué)信號(hào)劃分成多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)，每個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)具有不同的波長(zhǎng)。附圖說(shuō)明根據(jù)接下來(lái)聯(lián)系附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，將更清楚地理解本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，在附圖中：圖1為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的光學(xué)生物傳感器的框圖；圖2具體地圖示圖1的光學(xué)生物傳感器的框圖的多個(gè)框的示例；圖3具體地圖示圖2的光學(xué)生物傳感器中包括的生物感測(cè)單元的展開(kāi)圖；圖4A和4B圖示圖3的生物感測(cè)單元中包括的光波導(dǎo)的示例；圖5A和5B為沿著圖3的A-A′線截取的剖視圖，其中圖5A圖示目標(biāo)材料為抗體的情況，圖5B圖示目標(biāo)材料為脫氧核糖核酸(DNA)的情況；圖6A圖示其中目標(biāo)材料和探測(cè)材料還未被結(jié)合在圖3的生物感測(cè)單元中的狀態(tài)；圖6B圖示其中目標(biāo)材料和探測(cè)材料已經(jīng)被結(jié)合在圖3的生物感測(cè)單元中的狀態(tài)；圖6C為圖示圖6A和6B中的感測(cè)光學(xué)信號(hào)的波長(zhǎng)的曲線圖；圖7具體地圖示圖2的根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的光學(xué)生物傳感器中包括的光譜儀的示例；圖8為圖示圖7的光譜儀中的感測(cè)光學(xué)信號(hào)和多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)的光譜的曲線圖；圖9具體地圖示圖2的根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的光學(xué)生物傳感器中包括的光譜儀的另一個(gè)示例；圖10為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例的、包括圖7中的光譜儀的光學(xué)生物傳感器的一部分的透視圖；圖11為圖示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例的、采用如在圖10中示出的光柵耦合器的的光柵耦合器的光學(xué)耦合原理的示意圖；圖12為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例的、包括圖7中的光譜儀的光學(xué)生物傳感器的一部分的透視圖；圖13為圖示由圖2的、根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的光學(xué)生物傳感器產(chǎn)生的輸入光學(xué)信號(hào)感測(cè)光學(xué)信號(hào)和多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)的光譜的曲線圖；圖14為圖示在圖2的、根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的光學(xué)生物傳感器中產(chǎn)生的輸出光學(xué)信號(hào)的強(qiáng)度根據(jù)其波長(zhǎng)的變化的曲線圖；圖15圖示圖1的光學(xué)生物傳感器的另一個(gè)示例；圖16具體地圖示圖15的生物感測(cè)單元；圖17為圖示由圖15的、根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例的光學(xué)生物傳感器產(chǎn)生的輸入光學(xué)信號(hào)、感測(cè)光學(xué)信號(hào)和多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)的光譜的曲線圖；圖18圖示圖1的光學(xué)生物傳感器的另一個(gè)示例；圖19為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例的光學(xué)生物傳感器的框圖；圖20為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的、圖19中圖示的信號(hào)處理器的詳細(xì)框圖；圖21至24為順序地圖示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的制造光學(xué)生物傳感的方法的剖視圖；圖25為圖示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的制造光學(xué)生物傳感器的方法的流程圖；和圖26為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的生物感測(cè)系統(tǒng)的示意圖。具體實(shí)施方式以下，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例。提供這些實(shí)施例以便本公開(kāi)內(nèi)容是充分的和完整的，并且將本發(fā)明構(gòu)思的保護(hù)范圍完全轉(zhuǎn)達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。因此，本發(fā)明構(gòu)思可以被以多種不同的形式實(shí)施，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為限于如在本文中提出的示例性實(shí)施例。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，并且為清楚起見(jiàn)，可以夸大多個(gè)層和區(qū)域的長(zhǎng)度和尺寸。本文中使用的術(shù)語(yǔ)僅是用于描述具體實(shí)施例的目的且不是意圖限制本發(fā)明構(gòu)思。如本文中使用的，單數(shù)形式‘一個(gè)（a或者an）’和‘所述（the）’意圖還包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文明確地給出相反的指示。進(jìn)一步將理解，術(shù)語(yǔ)‘包括’和/或‘包含’在用在本說(shuō)明書(shū)中時(shí)表示所聲稱的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個(gè)或多個(gè)其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其組合的存在或添加。將會(huì)理解，雖然術(shù)語(yǔ)‘第一’，‘第二’，‘第三’等在本文中可以用來(lái)描述各種元件、部件、區(qū)域、層和/或段，但元件、部件、區(qū)域、層和/或段不應(yīng)到受到這些術(shù)語(yǔ)的限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用于將一個(gè)元件、部件、區(qū)域、層或段與另一個(gè)區(qū)域、層或段區(qū)分開(kāi)。因此，在不偏離本發(fā)明構(gòu)思的教導(dǎo)的情況下，下文中討論的第一元件、部件、區(qū)域、層或段可以稱為第二元件、部件、區(qū)域、層或段。除非另有限定，本文中使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有與本發(fā)明構(gòu)思所屬的技術(shù)領(lǐng)域中的本領(lǐng)域技術(shù)人員通常所理解的含義。進(jìn)一步將會(huì)理解，諸如在常用詞典中限定的術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)被解釋為具有與它們?cè)谙嚓P(guān)技術(shù)的背景中的含義一致的含義，并且將不被以理想化的或過(guò)度正式的含義進(jìn)行解釋，除非在此明確地進(jìn)行了這種限定。如在本文中使用的，術(shù)語(yǔ)″和/或″包括所列出的相關(guān)聯(lián)的項(xiàng)目中的一個(gè)或多個(gè)的任何和所有組合。位于元件列表之前時(shí)的諸如“至少一個(gè)”的表述修飾整個(gè)元件列表，而不修飾該列表中的單個(gè)元件。圖1為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的光學(xué)生物傳感器1的框圖。參照?qǐng)D1，光學(xué)生物傳感器1可以包括生物感測(cè)單元20、光譜儀30和檢測(cè)單元40。光學(xué)生物傳感器1還可以包括光源10。光學(xué)生物傳感器1可以基于由于生物材料，且特別地，由于諸如目標(biāo)脫氧核糖核酸(DNA)或抗原之類的目標(biāo)材料和諸如探測(cè)DNA或抗體之類的探測(cè)材料的結(jié)合，的相互作用而發(fā)生的光學(xué)現(xiàn)象檢測(cè)生物材料是否存在或檢測(cè)生物材料的濃度。光源10可以產(chǎn)生輸入光學(xué)信號(hào)Lin并將輸入光學(xué)信號(hào)Lin提供至生物感測(cè)單元20。生物感測(cè)單元20可以接收輸入光學(xué)信號(hào)Lin并產(chǎn)生感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls，感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls的波長(zhǎng)根據(jù)檢測(cè)生物材料的結(jié)果變化。具體地，感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls可以為通過(guò)從輸入光學(xué)信號(hào)Lin的波長(zhǎng)成分中提取根據(jù)生物材料的濃度變化的諧振波長(zhǎng)獲得的光學(xué)信號(hào)，或者可以為通過(guò)從輸入光學(xué)信號(hào)Lin中去除該諧振波長(zhǎng)獲得的光學(xué)信號(hào)。光譜儀30可以包括多個(gè)環(huán)形諧振器(未示出)。所述多個(gè)環(huán)形諧振器可以通過(guò)根據(jù)波長(zhǎng)劃分感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls而分別產(chǎn)生多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)Lout1至LoutN。檢測(cè)單元40可以包括多個(gè)光電檢測(cè)器(未示出)，其可以將所述多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)Lout1至LoutN分別轉(zhuǎn)換成電信號(hào)Sout1至SoutN。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，生物感測(cè)單元20和光譜儀30可以形成在或被封裝在同一襯底上。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例，生物感測(cè)單元20、光譜儀30和檢測(cè)單元40可以形成在或被封裝在同一襯底上。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例，光源10、生物感測(cè)單元20、光譜儀30和檢測(cè)單元40可以形成在或被封裝在同一襯底上。通常，光學(xué)生物傳感器通過(guò)分析通過(guò)基于光學(xué)特性檢測(cè)生物材料獲得的光學(xué)信號(hào)的波長(zhǎng)確定生物材料的濃度。因此常規(guī)光學(xué)生物傳感器例如需要單獨(dú)的光譜儀來(lái)分析光學(xué)信號(hào)的波長(zhǎng)。相反，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，在光學(xué)生物傳感器1中，光譜儀30是采用所述多個(gè)環(huán)形諧振器實(shí)現(xiàn)的，并且可以與光學(xué)生物傳感器1的另一個(gè)元件，如，生物感測(cè)單元20集成為一體。因此，可以制造光學(xué)生物傳感器1，而不需要附加的設(shè)備，如光譜儀，從而可將光學(xué)生物傳感器1制造緊湊。因此，光學(xué)生物傳感器1可以與便攜式智能裝置等一起運(yùn)行。圖2具體地圖示作為圖1的光學(xué)生物傳感器的示例的光學(xué)生物傳感器1a。參照?qǐng)D2，光學(xué)生物傳感器1a可以包括光源10a、生物感測(cè)單元20a、光譜儀30a和檢測(cè)單元40a。光源10a可以產(chǎn)生輸入光學(xué)信號(hào)Lin并將輸入光學(xué)信號(hào)Lin提供至生物感測(cè)單元20a。具體地，輸入光學(xué)信號(hào)Lin可以包括在期望的(或，可替換地，預(yù)定的)范圍內(nèi)的波長(zhǎng)成分，如，從數(shù)十納米到數(shù)百納米的范圍內(nèi)的波長(zhǎng)成分。例如，輸入光學(xué)信號(hào)Lin的3dB波長(zhǎng)可以為845nm和855nm。在該情況中，輸入光學(xué)信號(hào)Lin的3dB帶寬或半峰時(shí)全寬度(fullwidthathalfmaximum,FWHM)可以為10nm。然而，本發(fā)明構(gòu)思不限于此，并且可以將輸入光學(xué)信號(hào)Lin的波形和波長(zhǎng)范圍設(shè)為其它值。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，光源10a可以為放大自發(fā)射(amplifiedspontaneousemission,ASE)裝置或超發(fā)光發(fā)光二極管(superluminescentlight-emittingdiode,SLED)。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例，光源10a可以包括波長(zhǎng)控制器(未示出)和波長(zhǎng)變化光源(未示出)。波長(zhǎng)變化光源例如為分布式反饋激光二極管(distributedfeedbacklaserdiode,DFD)。生物感測(cè)單元20a可以從輸入光學(xué)信號(hào)Lin中產(chǎn)生感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls，感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls的波長(zhǎng)根據(jù)是否存在生物材料或根據(jù)生物材料的濃度變化。具體地，感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls可以通過(guò)從輸入光學(xué)信號(hào)Lin的波長(zhǎng)成分中提取對(duì)應(yīng)于生物材料的濃度的諧振波長(zhǎng)獲得的光學(xué)信號(hào)。根據(jù)本實(shí)施例，生物感測(cè)單元20a可以包括用于從輸入光學(xué)信號(hào)Lin的波長(zhǎng)成分中提取該諧振波長(zhǎng)成分的環(huán)形諧振器RR0。以下將參照?qǐng)D3至6詳細(xì)描述生物感測(cè)單元20a的結(jié)構(gòu)。光譜儀30a可以包括多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11。所述多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11可以通過(guò)根據(jù)波長(zhǎng)劃分感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls而分別產(chǎn)生多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)Lout1至Lout11。在本實(shí)施例中，在光譜儀30a中包括11個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11，但光譜儀30a中可以包括的環(huán)形振蕩器的數(shù)量可以根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例變化。以下會(huì)參照?qǐng)D7至12詳細(xì)描述光譜儀30a的結(jié)構(gòu)。檢測(cè)單元40a可以包括多個(gè)光電檢測(cè)器PD1至PD11。所述多個(gè)光電檢測(cè)器PD1至PD11可以將所述多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)Lout11至Lout11分別轉(zhuǎn)換成電信號(hào)Sout1至Sout11(未示出)。所述多個(gè)光電檢測(cè)器PD1至PD11可以分別連接至所述多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11。光電檢測(cè)器PD1至PD11的數(shù)量可以對(duì)應(yīng)于環(huán)形振蕩器RR1至RR1的數(shù)量。例如，所述多個(gè)光電檢測(cè)器PD1至PD11可以包括光電二極管、光電晶體管、電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器、飛行時(shí)間(TOF)傳感器等。圖3具體地圖示圖2的生物感測(cè)單元20a。參照?qǐng)D3，生物感測(cè)單元20a可以包括第一光波導(dǎo)PWG1、環(huán)形諧振器RR0和第二光波導(dǎo)PWG2。流體通道FLCH可以設(shè)置在第一光波導(dǎo)PWG1、環(huán)形諧振器RR0和第二光波導(dǎo)PWG2的上方。開(kāi)口OP可以形成在環(huán)形諧振器RR0的上方，環(huán)形諧振器RR0經(jīng)由所述開(kāi)口OP在流體通道FLCH中露出。第一和第二光波導(dǎo)PWG1和PWG2可以為直線型光波導(dǎo)，環(huán)形諧振器RR0可以為具有圓形形狀或跑道形狀的光波導(dǎo)。環(huán)形諧振器RR0可以與第一光波導(dǎo)PWG1隔開(kāi)第一間距d1，環(huán)形諧振器RR0可以與第二光波導(dǎo)PWG2隔開(kāi)第二間距d2。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，環(huán)形諧振器RR0可以與第一光波導(dǎo)PWG1水平地隔開(kāi)第一間距d1，并且可以與第二光波導(dǎo)PWG2水平地隔開(kāi)第二間距d2。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例，環(huán)形諧振器RR0可以與第一光波導(dǎo)PWG1垂直地隔開(kāi)第一間距d1，并且可以與第二光波導(dǎo)PWG2垂直地隔開(kāi)第二間距d2。圖4A和4B圖示作為圖3的生物感測(cè)單元20a中包括的第一和第二光波導(dǎo)PWG1和PWG2的示例的光波導(dǎo)PWG′和PWG″。參照?qǐng)D4A，光波導(dǎo)PWG′可以包括透射光學(xué)信號(hào)的芯層CORE和圍繞芯層CORE的覆層CLD。芯層CORE的折射率n1高于覆層CLD的折射率n2。因此，當(dāng)光學(xué)信號(hào)以大于閾值的角度θt入射在芯層CORE上時(shí)，光學(xué)信號(hào)可以被全反射而不輻射到芯層CORE之外，并且在被限制在芯層CORE內(nèi)的同時(shí)在芯層CORE內(nèi)傳播。參照?qǐng)D4B，光波導(dǎo)PWG″可以被實(shí)施為形成在半導(dǎo)體襯底SUB上的硅波導(dǎo)。也就是說(shuō)，下覆層LCLD可以形成在半導(dǎo)體襯底SUB上，芯層CORE可以形成在下覆層LCLD上，上覆層UCLD可以形成為圍繞芯層CORE。然而，本發(fā)明構(gòu)思不限于此，可以以不同的方式確定光波導(dǎo)PWG″的結(jié)構(gòu)，即這些層形成的順序和這些層的形狀。每個(gè)芯層CORE可以包括硅(Si)或硅基化合物，如，氮化硅(SiN)。下覆層LCLD和上覆層UCLD中的每一個(gè)可以包括氧化物(Ox)。硅(Si)的折射率約為3.5，氧化物(Ox)的折射率約為1.4。因此，芯層CORE的折射率高于下覆層和上覆層LCLD和UCLD的折射率。因此，當(dāng)光學(xué)信號(hào)以大于閾值的角度入射在芯層CORE上時(shí)，全反射可以在芯層CORE與下覆層和上覆層LCLD和UCLD之間的邊界處發(fā)生，并且因此可以經(jīng)由芯層CORE傳輸光學(xué)信號(hào)。返回參照?qǐng)D3，滿足環(huán)形諧振器RR0的諧振條件的波長(zhǎng)，即，從光源10供給并被全反射以在第一光波導(dǎo)PWG1內(nèi)傳播的輸入光學(xué)信號(hào)Lin的波長(zhǎng)中的諧振波長(zhǎng)λr被轉(zhuǎn)移至環(huán)形諧振器RR0。隨后，諧振波長(zhǎng)λr經(jīng)由環(huán)形諧振器RR0被傳輸，被轉(zhuǎn)移至第二光波導(dǎo)PWG2，并且隨后作為感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls輸出。因此，由生物感測(cè)單元20a產(chǎn)生的感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls為通過(guò)從輸入光學(xué)信號(hào)Lin中提取諧振波長(zhǎng)λr獲得的光學(xué)信號(hào)。在該情況中，諧振波長(zhǎng)λr可以根據(jù)由生物感測(cè)單元20a檢測(cè)的生物材料的濃度變化。因此，感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls的波長(zhǎng)成分可以根據(jù)生物材料的濃度變化。更具體地，開(kāi)口OP形成在環(huán)形諧振器RR0的上方，環(huán)形諧振器RR0經(jīng)由開(kāi)口OP可以接觸外部材料，如，將被檢測(cè)的生物材料。在半導(dǎo)體器件或電路形成在半導(dǎo)體襯底上之后，可以形成鈍化層以保護(hù)半導(dǎo)體器件或電路免受外部材料的影響。在該情況中，可以通過(guò)不將鈍化材料涂覆在環(huán)形諧振器RR0上而形成開(kāi)口OP。包含生物材料的流體或氣體可以經(jīng)由設(shè)置在光學(xué)生物傳感器1之外的流體通道FLCH流動(dòng)并接觸開(kāi)口OP，并且可以經(jīng)由開(kāi)口OP接觸環(huán)形諧振器RR0。圖5A和5B為沿著圖3的A-A′線截取的剖視圖，其中圖5A圖示目標(biāo)材料為抗體的情況，圖5B圖示目標(biāo)材料為DNA的情況。參照?qǐng)D5A，圖3的對(duì)應(yīng)的第一光波導(dǎo)PWG1、第二光波導(dǎo)PWG2和環(huán)形諧振器RR0的芯層CORE1、芯層CORE2和芯層CORE0可以水平地形成在同一層上。在該情況中，環(huán)形諧振器RR0可以與第一和第二光波導(dǎo)PWG1和PWG2水平地隔開(kāi)期望的(或者可替換地，預(yù)定的)間距。鈍化層PSV可以形成在第一和第二光波導(dǎo)PWG1和PWG2上，并且開(kāi)口OP可以在不存在鈍化層PSV的位置形成在環(huán)形諧振器RR0的上方。參照?qǐng)D5B，第一和第二光波導(dǎo)PWG1和PWG2的芯層CORE1和CORE2可以形成下層上，如，在下覆層LCLD中，環(huán)形諧振器RR0的芯層CORE0可以形成在上層上，如，在下覆層LCLD上。如上所述，第一和第二光波導(dǎo)PWG1和PWG2的芯層CORE1和CORE2，以及環(huán)形諧振器RR0的芯層CORE0可以垂直地形成在不同的層上。在該情況中，環(huán)形諧振器RR0可以與第一和第二光波導(dǎo)PWG1和PWG2垂直地隔開(kāi)期望的(或者可替換地，預(yù)定的)間距。參照?qǐng)D5A和5B，將被測(cè)量的生物材料，即目標(biāo)材料的受體，固定在環(huán)形諧振器RR0的芯層CORE0上?？梢愿鶕?jù)生物學(xué)或生化方法將受體固定在環(huán)形諧振器RR0的芯層CORE0上。參照?qǐng)D5A，目標(biāo)材料為抗原(Ag)，受體因此為抗體(Ab)。參照?qǐng)D5B，目標(biāo)材料為DNA(TDNA)，受體因此為探測(cè)DNA(PDNA)。當(dāng)受體(Ab，PDAN)與目標(biāo)材料，即，生物材料(Ag，TDNA)結(jié)合時(shí)，環(huán)形諧振器RR0的芯層CORE0的有效折射率可以變化，并且環(huán)形諧振器RR0的諧振波長(zhǎng)λr可以因此根據(jù)芯層CORE0的有效折射率變化。諧振波長(zhǎng)λr可以下述方程式1表示。[方程式1]λr＝neff2πR/m，其中‘neff’表示有效折射率，‘R’環(huán)形諧振器RR0的表示半徑，‘m’表示整數(shù)。參照方程式1，諧振波長(zhǎng)λr與有效折射率neff成比例。因此，當(dāng)有效折射率neff增加或減小時(shí)，環(huán)形諧振器RR0的諧振波長(zhǎng)λr也可以增加或減小。例如，如果在受體(Ab，PDNA)和生物材料(Ag，TDNA)結(jié)合之前，環(huán)形諧振器RR0的有效折射率和諧振波長(zhǎng)λr為n0和λ0，則在受體(Ab，PDNA)和生物材料(Ag，TDNA)結(jié)合時(shí)，環(huán)形諧振器RR0的有效折射率可以增加至n1，n2，n3，…，環(huán)形諧振器RR0的諧振波長(zhǎng)λr可改變至λ0，λ2，λ3，…。受體(Ab，PDNA)和生物材料(Ag，TDNA)結(jié)合的程度可以根據(jù)生物材料(Ag，TDNA)的濃度改變。因此，諧振波長(zhǎng)λr可以根據(jù)生物材料(Ag，TDNA)的濃度改變。圖6A圖示其中目標(biāo)材料和探測(cè)材料還未被結(jié)合在圖3的生物感測(cè)單元20a中的狀態(tài)。圖6B圖示其中目標(biāo)材料和探測(cè)材料已經(jīng)被結(jié)合在圖3的生物感測(cè)單元20a中的狀態(tài)。圖6C為圖示圖6A和6B中的感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls的波長(zhǎng)的曲線圖。參照?qǐng)D6A，當(dāng)包括具有期望的(或者可替換地，預(yù)定的)的帶寬的波長(zhǎng)△λ的輸入光學(xué)信號(hào)Lin入射在第一光波導(dǎo)PWG1上時(shí)，輸入光學(xué)信號(hào)Lin在第一光波導(dǎo)PWG1內(nèi)傳播。在該情況中，具有期望的(或者可替換地，預(yù)定的)帶寬的波長(zhǎng)△λ的諧振波長(zhǎng)λr0經(jīng)由第一光波導(dǎo)PWG1和環(huán)形諧振器RR0之間的間距d1被傳遞至環(huán)形諧振器RR0。此外，諧振波長(zhǎng)λr0經(jīng)由環(huán)形諧振器RR0和第二光波導(dǎo)PWG2之間的間距d2被傳遞至第二光波導(dǎo)PWG2，并且隨后作為感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls輸出。在該情況中，環(huán)形諧振器RR0的諧振波長(zhǎng)λr在PDNA和TDNA未結(jié)合時(shí)為λr0。參照?qǐng)D6B，在PDNA和TDNA結(jié)合時(shí)，環(huán)形諧振器RR0的折射率變化，并且因此將諧振波長(zhǎng)從λr0改變至λr0′。在該情況中，環(huán)形諧振器RR0的折射率可以根據(jù)TDNA的濃度變化，從而改變諧振波長(zhǎng)。參照?qǐng)D6C，當(dāng)諧振波長(zhǎng)由于PDNA和TDNA的結(jié)合而從λr0變化至λr0′時(shí)，感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls的波長(zhǎng)從Lλr0變化至Lλr0′。圖7具體地圖示作為圖2的光譜儀30的示例的光譜儀30a′。參照?qǐng)D7，光譜儀30a′可以包括第二光波導(dǎo)PWG2、多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11、以及多個(gè)第三光波導(dǎo)PWG3_1至PWG3_11。詳細(xì)地，光譜儀30a′可以包括N個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11，其產(chǎn)生N個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)，所述N個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)具有分別與從感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls的3dB帶寬劃分的N個(gè)相等部分對(duì)應(yīng)的輸出波長(zhǎng)成分。在本實(shí)施例中，N可以為‘11’，但本發(fā)明構(gòu)思不限于此，并且可以將環(huán)形諧振器設(shè)置為其它值。第二光波導(dǎo)PWG2以及所述多個(gè)第三光波導(dǎo)PWG3_1至PWG3_11可以為直線型光波導(dǎo)，所述多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11可以每個(gè)具有圓形或跑道形狀的光波導(dǎo)。在本實(shí)施例中，所述多個(gè)第三光波導(dǎo)PWG3_1至PWG3_11可以被設(shè)置為垂直于第二光波導(dǎo)PWG2。所述多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11可以與第二光波導(dǎo)PWG2隔開(kāi)第三間距d3。然而，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例，所述多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11可以分別與第二光波導(dǎo)PWG2隔開(kāi)不同的間距。此外，所述多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11可以分別與對(duì)應(yīng)的第三光波導(dǎo)PWG3_1至PWG3_11隔開(kāi)第四間距d4。然而，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例，所述多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11可以分別與對(duì)應(yīng)的第三光波導(dǎo)PWG3_1至PWG3_11隔開(kāi)不同的間距。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，所述多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11可以與第二光波導(dǎo)PWG2水平地隔開(kāi)第三間距d3，并且分別與對(duì)應(yīng)的第三光波導(dǎo)PWG3_1至PWG3_11水平地隔開(kāi)第四間距d4。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例，所述多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11可以與第二光波導(dǎo)PWG2垂直地隔開(kāi)第三間距d3，并且可以分別與對(duì)應(yīng)的第三光波導(dǎo)PWG3_1至PWG3_11垂直地隔開(kāi)第四間距d4。多個(gè)環(huán)形諧振器，即，第一至第十一環(huán)形振蕩器RR1至RR11，可以具有不同的諧振波長(zhǎng)。例如，第一環(huán)形諧振器RR1的諧振波長(zhǎng)λr1可以最小，第十一環(huán)形諧振器RR11的諧振波長(zhǎng)λr11可以最大。在該情況中，第一至第十一環(huán)形振蕩器RR1至RR11中每?jī)蓚€(gè)相鄰的環(huán)形諧振器的諧振波長(zhǎng)之間的差異可以相同。圖8為圖示圖7的光譜儀30a′中的感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls和多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)Lout1至Lout11的光譜的曲線圖。參照?qǐng)D8，光譜儀30a′可以通過(guò)基于感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls的3dB帶寬劃分感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls而產(chǎn)生所述多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)Lout1至Lout11。具體地，光譜儀30a′可以通過(guò)將感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls的3dB帶寬劃分成(N-1)個(gè)相等的子帶而產(chǎn)生N個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)Lout1至Lout11。通過(guò)連接N個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)Lout1至Lout11的高斯波峰，可以獲得對(duì)應(yīng)于感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls的3dB帶寬的波形。在本實(shí)施例中，感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls的3dB波長(zhǎng)為849.75nm至850.25nm，感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls的3dB帶寬為0.5nm。在這里，N可以為‘11’。在該情況中，通過(guò)將作為感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls的3dB帶寬的0.5nm除以10(即，N-1)，光譜儀30a′可以產(chǎn)生第一至第十一輸出光學(xué)信號(hào)Lout1至Lout11，波峰之間的距離可以為0.05nm。在該情況中，第一輸出光學(xué)信號(hào)Lout1的波峰可以為849.75nm，第二輸出光學(xué)信號(hào)Lout2的波峰可以為849.80nm，第十一輸出光學(xué)信號(hào)Lout11的波峰可以為850.25nm。圖9具體地圖示作為圖2的根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的光譜儀30的另一個(gè)示例的光譜儀30a″。參照?qǐng)D9，光譜儀30a″可以包括第二光波導(dǎo)PWG2、多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11，以及多個(gè)第三光波導(dǎo)PWG3_1′至PWG3_11′。具體地，光譜儀30a″可以包括N個(gè)環(huán)形諧振器RR1至RR11，其產(chǎn)生N個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)，所述N個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)具有分別與從感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls的3dB帶寬劃分的N個(gè)相等的子帶對(duì)應(yīng)的輸出波長(zhǎng)成分。在本實(shí)施例中，‘N’可以為‘11’，當(dāng)本發(fā)明構(gòu)思不限于此，可以將環(huán)形諧振器的數(shù)量設(shè)置為其他值。第二光波導(dǎo)PWG2和所述多個(gè)第三光波導(dǎo)PWG3_1’至PWG3_11’可以為直線型光波導(dǎo)，所述多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11可以為每個(gè)具有圓形或跑道形狀的光波導(dǎo)。在本實(shí)施例中，所述多個(gè)第三光波導(dǎo)PWG3_1’至PWG3_11’可以被設(shè)置為平行于第二光波導(dǎo)PWG2。所述多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11可以與第二光波導(dǎo)PWG2隔開(kāi)第三間距d3。然而，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例，所述多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11可以與第二光波導(dǎo)PWG2隔開(kāi)不同的間距。另外，所述多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11可以與對(duì)應(yīng)的第三光波導(dǎo)PWG3_1’至PWG3_11’隔開(kāi)第四間距d4′。然而，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例，所述多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11可以與對(duì)應(yīng)的第三光波導(dǎo)PWG3_1’至PWG3_11’隔開(kāi)不同的間距。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)實(shí)施例，所述多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11可以與第二光波導(dǎo)PWG2水平地隔開(kāi)第三間距d3，并且可以與對(duì)應(yīng)的第三光波導(dǎo)PWG3_1’至PWG3_11’水平地隔開(kāi)第四間距d4。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例，所述多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11可以與第二光波導(dǎo)PWG2垂直地隔開(kāi)第三間距d3，并且可以與對(duì)應(yīng)的第三光波導(dǎo)PWG3_1’至PWG3_11’垂直地隔開(kāi)第四間距d4。所述多個(gè)環(huán)形諧振器，即，第一至第十一環(huán)形振蕩器RR1至RR11，可以具有不同的諧振波長(zhǎng)。例如，第一環(huán)形諧振器RR1的諧振波長(zhǎng)λr1可以最小，第十一環(huán)形諧振器RR11的諧振波長(zhǎng)λr11可以最大。在該情況中，第一至第十一環(huán)形諧振器RR1至RR11中每?jī)蓚€(gè)相鄰的環(huán)形諧振器的諧振波長(zhǎng)之間的差異可以相同。多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)Lout1至Lout11的光譜可以與圖8中圖示的所述多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)Lout1至Lout11的光譜相同，并且因此在此不再對(duì)其進(jìn)行描述。圖10為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例的包括圖7中的光譜儀30a′的光學(xué)生物傳感器1a′的一部分的透視圖。參照?qǐng)D10，在光學(xué)生物傳感器1a′中，多個(gè)光電檢測(cè)器，如，光電二極管PD1和PD2，可以設(shè)置在襯底SUB的上部區(qū)域上，下覆層LCLD可以設(shè)置在襯底SUB的上部區(qū)域上，多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1和RR2的芯層和多個(gè)第三光波導(dǎo)PWG3_1和PWG3_2的芯層可以設(shè)置在下覆層LCLD上。以下，為便于說(shuō)明，所述多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1和RR2的芯層將被稱為多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1和RR2，所述多個(gè)第三光波導(dǎo)PWG3_1和PWG3_2的芯層將被稱為多個(gè)第三光波導(dǎo)PWG3_1和PWG3_2。為便于說(shuō)明，圖3的生物感測(cè)單元20a中包括的第一和第二光波導(dǎo)PWG1和PWG2以及環(huán)形諧振器RR0在圖10中未被圖示。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，第二光波導(dǎo)PWG2可以設(shè)置為垂直于所述多個(gè)第三光波導(dǎo)PWG3_1和PWG3_2。然而，本發(fā)明構(gòu)思不限于此，可以其它它們方式布置第二光波導(dǎo)PWG2以及所述多個(gè)第三光波導(dǎo)PWG3_1和PWG3_2。在本實(shí)施例中，光柵耦合器G1和G2可以分別形成在所述多個(gè)第三光波導(dǎo)PWG3_1和PWG3_2的端部處?？梢酝ㄟ^(guò)在所述多個(gè)第三光波導(dǎo)PWG3_1和PWG3_2的端部上形成光柵、即，格柵，制造光柵耦合器G1和G2。光柵耦合器G1和G2能夠采用光在格柵處衍射的特征傳輸/接收光，并通過(guò)控制格柵之間的距離對(duì)光進(jìn)行濾波。被形成為制造光柵耦合器G1和G2的格柵的尺寸，即，格柵的間距，可以由入射在其上的光的寬度w和波矢(k-向量)確定。因此，通過(guò)恰當(dāng)?shù)匦纬捎糜谥圃旃鈻篷詈掀鱃1和G2的格柵，可以通過(guò)采用光柵耦合器G1和G2耦合入射光以具有高的光耦合效率。以下將參照?qǐng)D11描述采用光柵耦合器G1和G2耦合光的條件。圖11為圖示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的采用如在圖10中示出的光柵耦合器的光柵耦合器的光耦合原理的示意圖。參照?qǐng)D11，首先，入射光束的相位應(yīng)當(dāng)相同，以便可以以高的光耦合效率將入射光束耦合至光柵耦合器G1和G2。這種相位匹配條件可以由下述方程式2表示。[方程式2]βν=β0+ν2π/Λ，其中‘ν’表示整數(shù)，‘Λ’表示光柵的間距，‘βν’表示第ν模光束的相位，‘β0’表示基模光束的相位。用于將入射光束限制在波導(dǎo)內(nèi)的引導(dǎo)條件可以由下述方程式3表示。[方程式3]αm=κn3sinθm=2π/λ0n3sinθm，其中‘m’表示整數(shù)，‘λ0’表示表示基模光束的波長(zhǎng)，‘κ’表示與波長(zhǎng)互逆的波。此外，‘αm’表示第m模光束的折射率的關(guān)系值，‘θm’表示第m模光束的入射角。在圖11中，‘w’表示入射光束的寬度，‘n1’表示下覆層的折射率，‘n2’表示芯層的折射率，‘n3’表示波導(dǎo)的外側(cè)或上覆層的折射率。為了沿著波導(dǎo)引導(dǎo)入射光束，應(yīng)當(dāng)滿足κn3<αm<κn2。圖12為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例的包括圖7中的光譜儀30a′的光學(xué)生物傳感器1a″的一部分的透視圖。參照?qǐng)D12，在光學(xué)生物傳感器1a″中，下覆層LCLD可以設(shè)置在襯底SUB上，多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1和RR2的芯層以及多個(gè)第三光波導(dǎo)PWG3_1和PWG3_2的芯層可以設(shè)置在下覆層LCLD上。為了便于說(shuō)明，所述多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1和RR2的芯層現(xiàn)在將被稱為多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1和RR2，所述多個(gè)第三光波導(dǎo)PWG3_1和PWG3_2的芯層現(xiàn)在將被稱為多個(gè)第三光波導(dǎo)PWG3_1和PWG3_2。為了便于說(shuō)明，在圖12中未圖示圖3的生物感測(cè)單元20a中包括的第一和第二光波導(dǎo)PWG1和PWG2以及環(huán)形諧振器RR0。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，第二光波導(dǎo)PWG2可以被設(shè)置為垂直于所述多個(gè)第三光波導(dǎo)PWG3_1和PWG3_2。然而，本發(fā)明構(gòu)思不限于此，可以以其它方式設(shè)置第二光波導(dǎo)PWG2和所述多個(gè)第三光波導(dǎo)PWG3_1和PWG3_2。在本實(shí)施例中，光電檢測(cè)器PD1和PD2可以分別設(shè)置在所述多個(gè)第三光波導(dǎo)PWG3_1和PWG3_2的端部處。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，光電檢測(cè)器PD1和PD2可以為根據(jù)PN結(jié)工作的光電二極管。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例，光電檢測(cè)器PD1和PD2可以為根據(jù)金屬半導(dǎo)體結(jié)工作的肖特基二極管。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例，光電檢測(cè)器PD1和PD2可以為PIN光電二極管，其中I層插入P層和N層之間。然而，本發(fā)明構(gòu)思不限于此，光電檢測(cè)器PD1和PD2可以具有其它結(jié)構(gòu)。圖13為圖示由圖2的、根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的光學(xué)生物傳感器1a產(chǎn)生的輸入光學(xué)信號(hào)Lin、感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls和多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)Lout1至Lout11的光譜的曲線圖。參照?qǐng)D13，光源10a可以產(chǎn)生具有波長(zhǎng)范圍△λ的輸入光學(xué)信號(hào)Lin，并將輸入光學(xué)信號(hào)Lin提供至圖3的第一光波導(dǎo)PWG1。例如，波長(zhǎng)范圍△λ可以為10nm，如，從845nm至855nm的范圍。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例，輸入光學(xué)信號(hào)Lin可以為高斯波形。生物感測(cè)單元20a可以通過(guò)從輸入光學(xué)信號(hào)Lin中提取環(huán)形諧振器RR0的諧振波長(zhǎng)λr產(chǎn)生感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls，并將感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls提供至圖3的第二光波導(dǎo)PWG2。例如，感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls的3dB波長(zhǎng)可以為849.75nm和850.25nm，感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls的3dB帶寬可以為0.5nm。光譜儀30a可以通過(guò)根據(jù)波長(zhǎng)劃分感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls產(chǎn)生多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)Lout。詳細(xì)地，光譜儀30a可以包括N個(gè)環(huán)形諧振器，其分別地產(chǎn)生N個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)，所述N個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)具有與從感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls的3dB帶寬劃分的N個(gè)相等的子帶對(duì)應(yīng)的輸出波長(zhǎng)成分。在該情況中，通過(guò)連接所述多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)Lout的波峰，可以獲得感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls的波形。圖14為圖示在圖2的、根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的光學(xué)生物傳感器1a中產(chǎn)生的輸出光學(xué)信號(hào)的強(qiáng)度根據(jù)其波長(zhǎng)的變化的曲線圖。參照?qǐng)D14，由于生物材料的相互作用，即，結(jié)合探測(cè)材料和目標(biāo)材料，生物感測(cè)單元20a中包括的環(huán)形諧振器RR0的諧振波長(zhǎng)λr可以變化△λ。因此，感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls的波長(zhǎng)可以變化△λ，輸出光學(xué)信號(hào)Lout的波長(zhǎng)也可以變化△λ。因此，采用由檢測(cè)單元40a檢測(cè)的光強(qiáng)度的變化可以測(cè)量諧振波長(zhǎng)λr的變化，并且采用諧振波長(zhǎng)λr的變化可以確定生物材料的濃度。圖15圖示作為圖1的光學(xué)生物傳感器的另一個(gè)示例的光學(xué)生物傳感器1b。參照?qǐng)D15，光學(xué)生物傳感器1b可以包括光源10b、生物感測(cè)單元20b、光譜儀30b和檢測(cè)單元40b。根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)生物傳感器1b為圖2的光學(xué)生物傳感器1a的修改示例。光源10b可以產(chǎn)生輸入光學(xué)信號(hào)Lin并將輸入光學(xué)信號(hào)Lin提供至生物感測(cè)單元20b。具體地，輸入光學(xué)信號(hào)Lin可以包括具有期望的(或者可替換地，預(yù)定的)范圍的波長(zhǎng)成分，如，從數(shù)十納米到數(shù)百納米的波長(zhǎng)成分范圍。例如，輸入光學(xué)信號(hào)Lin的3dB波長(zhǎng)可以為845nm和855nm。在該情況中，輸入光學(xué)信號(hào)Lin的3dB帶寬或FWHM可以為10nm。然而，本發(fā)明構(gòu)思不限于此，可以將輸入光學(xué)信號(hào)Lin以及輸入光學(xué)信號(hào)Lin的波形和波長(zhǎng)范圍設(shè)置為其它值。生物感測(cè)單元20b可以根據(jù)輸入光學(xué)信號(hào)Lin產(chǎn)生感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls，感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls的波長(zhǎng)根據(jù)是否存在生物材料或根據(jù)生物材料的濃度變化。詳細(xì)地，感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls可以為通過(guò)從輸入光學(xué)信號(hào)Lin的波長(zhǎng)成分中去除對(duì)應(yīng)于生物材料的濃度的諧振波長(zhǎng)獲得的光學(xué)信號(hào)。在本實(shí)施例中，生物感測(cè)單元20b可以包括用于從輸入光學(xué)信號(hào)Lin中去除諧振波長(zhǎng)的環(huán)形諧振器RR0。以下將參照?qǐng)D16詳細(xì)描述生物感測(cè)單元20b的結(jié)構(gòu)。光譜儀30b可以包括多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11。所述多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11可以通過(guò)根據(jù)波長(zhǎng)劃分感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls分別產(chǎn)生多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)Lout1至Lout11。在本實(shí)施例中，在光譜儀30b中包括11個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11，但光譜儀30b中可以包括的環(huán)形諧振器的數(shù)量可以根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例變化。檢測(cè)單元40b可以包括多個(gè)光電檢測(cè)器PD1至PD11。所述多個(gè)光電檢測(cè)器PD1至PD11可以將所述多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)Lout1至Lout11分別轉(zhuǎn)換成電信號(hào)Sout1至Sout11。所述多個(gè)光電檢測(cè)器PD1至PD11可以分別連接至所述多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11。光電檢測(cè)器PD1至PD11的數(shù)量可以對(duì)應(yīng)于環(huán)形振蕩器RR1至RR1的數(shù)量。例如，所述多個(gè)光電檢測(cè)器PD1至PD11可以包括光電二極管、光電晶體管、CCD圖像傳感器、CMOS圖像傳感器、TOF傳感器等。圖16具體地圖示圖15的生物感測(cè)單元20b。參照?qǐng)D16，生物感測(cè)單元20b可以包括第一波導(dǎo)PWG1和環(huán)形諧振器RR0。流體通道FLCH可以設(shè)置在第一光波導(dǎo)PWG1和環(huán)形諧振器RR0的上方。開(kāi)口OP可以設(shè)置在環(huán)形諧振器RR0的上方，環(huán)形諧振器RR0可以經(jīng)由開(kāi)口OP暴露至流體通道FLCH。在該情況中，第一光波導(dǎo)PWG1可以為直線型光波導(dǎo)，環(huán)形諧振器RR0可以為具有圓形或跑道形狀的光波導(dǎo)。環(huán)形諧振器RR0可以與第一光波導(dǎo)PWG1隔開(kāi)第一間距d1。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，環(huán)形諧振器RR0可以與第一光波導(dǎo)PWG1水平地隔開(kāi)第一間距d1。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例，環(huán)形諧振器RR0可以與第一光波導(dǎo)PWG1垂直地隔開(kāi)第一間距d1。滿足環(huán)形諧振器RR0的諧振條件的波，即諧振波長(zhǎng)λr被傳遞至環(huán)形諧振器RR0并且因此從輸入光學(xué)信號(hào)Lin的波長(zhǎng)中去除（dissipate），輸入光學(xué)信號(hào)Lin被從圖15的光源10b供給并被全反射，從而由于全反射而在第一光波導(dǎo)PWG1內(nèi)傳播。通過(guò)從輸入光學(xué)信號(hào)Lin的波長(zhǎng)中去除諧振波長(zhǎng)λr獲得的光學(xué)信號(hào)在第一光波導(dǎo)PWG1內(nèi)連續(xù)地傳播，并且隨后作為感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls輸出。因此，由生物感測(cè)單元20b產(chǎn)生的感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls為通過(guò)從輸入光學(xué)信號(hào)Lin中去除諧振波長(zhǎng)λr獲得的光學(xué)信號(hào)。諧振波長(zhǎng)λr可以根據(jù)由生物感測(cè)單元20b檢測(cè)的生物材料的濃度變化。因此，感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls的波長(zhǎng)成分可以根據(jù)生物材料的濃度變化。圖17為圖示輸入光學(xué)信號(hào)Lin、由圖15的、根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例的光學(xué)生物傳感器產(chǎn)生的輸入光學(xué)信號(hào)Lin、感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls和多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)Lout1至Lout11的光譜的曲線圖。參照?qǐng)D17，光源10b產(chǎn)生具有波長(zhǎng)范圍△λ的輸入光學(xué)信號(hào)Lin，并將輸入光學(xué)信號(hào)Lin提供至第一光波導(dǎo)PWG1。例如，波長(zhǎng)范圍△λ可以為10nm，如，從845nm至855nm的范圍。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例，輸入光學(xué)信號(hào)Lin可以具有高斯波形。生物感測(cè)單元20b可以產(chǎn)生通過(guò)從輸入光學(xué)信號(hào)Lin中去除環(huán)形諧振器RR0的諧振波長(zhǎng)λr獲得的感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls。感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls可以在第一光波導(dǎo)PWG1內(nèi)連續(xù)地傳播。光譜儀30b可以通過(guò)根據(jù)波長(zhǎng)劃分感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls產(chǎn)生多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)Lout。具體地，光譜儀30b可以包括N個(gè)環(huán)形諧振器，其產(chǎn)生N個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)，所述N個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)具有分別與從感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls的波長(zhǎng)范圍劃分的N個(gè)相等的子帶對(duì)應(yīng)的輸出波長(zhǎng)成分。在該情況中，通過(guò)連接所述多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)Lout的波峰可以獲得感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls的波形。圖18圖示作為圖1的光學(xué)生物傳感器的另一個(gè)示例的光學(xué)生物傳感器1c。參照?qǐng)D18，光學(xué)生物傳感器1c可以包括光源10c、生物感測(cè)單元20c、光譜儀30c、檢測(cè)單元40c。根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)生物傳感器1c是圖2的光學(xué)生物傳感器1a的修改示例。光源10c可以產(chǎn)生輸入光學(xué)信號(hào)Lin并將輸入光學(xué)信號(hào)Lin提供至生物感測(cè)單元20c。詳細(xì)地，輸入光學(xué)信號(hào)Lin可以包括具有期望的(或者可替換地，預(yù)定的)范圍，從數(shù)十納米到數(shù)百納米的波長(zhǎng)成分范圍，的波長(zhǎng)成分。例如，輸入光學(xué)信號(hào)Lin的3dB波長(zhǎng)可以為845nm和855nm。在該情況中，輸入光學(xué)信號(hào)Lin的3dB帶寬或FWHM可以為10nm。然而，本發(fā)明構(gòu)思不限于此，可以將輸入光學(xué)信號(hào)Lin以及輸入光學(xué)信號(hào)Lin的波形和波長(zhǎng)范圍設(shè)置為其它值。生物感測(cè)單元20c可以根據(jù)輸入光學(xué)信號(hào)Lin產(chǎn)生感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls，感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls的波長(zhǎng)根據(jù)是否存在生物材料或根據(jù)生物材料的濃度變化。詳細(xì)地，感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls可以為通過(guò)從輸入光學(xué)信號(hào)Lin的波長(zhǎng)成分中去除對(duì)應(yīng)于生物材料的濃度的諧振波長(zhǎng)獲得的光學(xué)信號(hào)。在本實(shí)施例中，生物感測(cè)單元20c可以包括第一光波導(dǎo)PWG1、空腔諧振器CVRES和第二光波導(dǎo)PWG2。在該情況中，空腔諧振器CVRES可以僅從輸入光學(xué)信號(hào)Lin的波長(zhǎng)中提取諧振波長(zhǎng)，并將提取的信號(hào)作為感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls提供至第二光波導(dǎo)PWG2。空腔諧振器CVRES可以包括兩個(gè)分布式布拉格反射器DBR1和DBR2以及空腔CAV。分布式布拉格反射器DBR1和DBR2反射輸入光學(xué)信號(hào)Lin的波長(zhǎng)中的特定波長(zhǎng)。因此，這兩個(gè)分布式布拉格反射器DBR1和DBR2以及空腔CAV可以組合以用作諧振器。因此，僅滿足諧振條件的諧振波長(zhǎng)可以被產(chǎn)生作為感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls并且隨后被輸出至第二光波導(dǎo)PWG2。雖然未示出，開(kāi)口可以形成在空腔CAV的上方。因此，當(dāng)對(duì)應(yīng)于將被檢測(cè)的生物材料的受體連接至空腔CAV的上部并且受體與生物材料結(jié)合時(shí)，空腔諧振器CVRES的有效折射率可以根據(jù)結(jié)合的程度(即，生物材料的濃度)變化。因此，諧振波長(zhǎng)根據(jù)生物材料的濃度變化，從而改變感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls的波長(zhǎng)成分。光譜儀30c可以包括多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11。所述多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11可以分別通過(guò)根據(jù)波長(zhǎng)劃分感測(cè)光學(xué)信號(hào)Ls產(chǎn)生多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)Lout1至Lout11。在本實(shí)施例中，在光譜儀30c中包括11個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11，但光譜儀30c中可以包括的環(huán)形諧振器的數(shù)量可以根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的多個(gè)實(shí)施例變化。檢測(cè)單元40c可以包括多個(gè)光電檢測(cè)器PD1至PD11。所述多個(gè)光電檢測(cè)器PD1至PD11可以將所述多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)Lout1至Lout11分別轉(zhuǎn)換成電信號(hào)Sout1至Sout11。在該情況中，所述多個(gè)光電檢測(cè)器PD1至PD11可以分別連接至所述多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR11。光電檢測(cè)器PD1至PD11的數(shù)量可以對(duì)應(yīng)于環(huán)形振蕩器RR1至RR1的數(shù)量。例如，所述多個(gè)光電檢測(cè)器PD1至PD11可以包括光電二極管、光電晶體管、CCD圖像傳感器、CMOS圖像傳感器、TOF傳感器等。圖19為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例的光學(xué)生物傳感器1′的框圖。參照?qǐng)D19，光學(xué)生物傳感器1′可以包括光源10、生物感測(cè)單元20、光譜儀30、檢測(cè)單元40和信號(hào)處理器50。根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)生物傳感器1′為圖1的光學(xué)生物傳感器1的修改示例。根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)生物傳感器1′的一些元件與圖1的光學(xué)生物傳感器1的元件相同。相同的元件由相同的附圖標(biāo)記表示，并且在此不再描述根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)生物傳感器1′的與圖1的光學(xué)生物傳感器1的元件相同的元件?，F(xiàn)在將通過(guò)基于在光學(xué)生物傳感器1′和圖1的光學(xué)生物傳感器1之間的差異上描述根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)生物傳感器1′。信號(hào)處理器50通過(guò)接收自檢測(cè)單元40輸出的電信號(hào)Sout1至SoutN確定生物材料的濃度。信號(hào)處理器50可以已經(jīng)存儲(chǔ)關(guān)于與生物材料的濃度一致的電信號(hào)的數(shù)據(jù)，并在測(cè)量生物材料的濃度時(shí)基于存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)確定被檢測(cè)的生物材料的濃度。另外，可以基于生物感測(cè)單元20中包括的諧振器的特征和電信號(hào)Sout1至SoutN在受體和生物材料結(jié)合之前和之后的變化計(jì)算和確定生物材料的濃度。此外，可以基于電信號(hào)Sout1至SoutN以其它方式確定生物材料的濃度。圖20為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的圖19中圖示的信號(hào)處理器50的詳細(xì)框圖。參照?qǐng)D20，信號(hào)處理器50可以包括信號(hào)處理電路51和數(shù)據(jù)庫(kù)52。信號(hào)處理電路51基于輸入電信號(hào)Sout1至SoutN確定生物材料的濃度。數(shù)據(jù)庫(kù)52為存儲(chǔ)關(guān)于與生物材料的濃度一致的電信號(hào)的數(shù)據(jù)的程序塊。在數(shù)據(jù)庫(kù)52中，可以存儲(chǔ)關(guān)于各種生物材料的數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)電信號(hào)Sout1至SoutN輸入至信號(hào)處理電路51時(shí)，信號(hào)處理電路51將關(guān)于生物材料的類型的信號(hào)和關(guān)于電信號(hào)Sout1至SoutN的數(shù)據(jù)的信息傳遞至數(shù)據(jù)庫(kù)52，并要求數(shù)據(jù)庫(kù)52提供生物材料的濃度。另外，信號(hào)處理電路51可以要求數(shù)據(jù)庫(kù)52提供關(guān)于特定生物材料的數(shù)據(jù)，并且基于從數(shù)據(jù)庫(kù)52傳遞的數(shù)據(jù)和關(guān)于輸入電信號(hào)Sout1至SoutN的數(shù)據(jù)確定生物材料的濃度。圖21至24為順序地圖示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的制造光學(xué)生物傳感的方法的剖視圖。參照?qǐng)D21，提供襯底100。襯底100可以被分成像素陣列區(qū)域(未示出)和外圍電路區(qū)域。在像素陣列區(qū)域中，設(shè)置多個(gè)單位像素，每個(gè)單位像素包括光電二極管區(qū)域(未示出)和晶體管區(qū)域(未示出)。作為光接收單元的光電二極管形成在光電二極管區(qū)域中，晶體管，如傳輸晶體管、復(fù)位晶體管、驅(qū)動(dòng)晶體管和選擇晶體管，形成在晶體管區(qū)域中。在外圍電路區(qū)域中，設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)像素陣列區(qū)域中包括的晶體管的驅(qū)動(dòng)晶體管。在圖21至24中，為了便于說(shuō)明，僅圖示了光電二極管區(qū)域的一部分。襯底100可以為半導(dǎo)體襯底。例如，半導(dǎo)體襯底可以包括硅、絕緣體上硅、藍(lán)寶石上硅、鍺、硅-鍺、鎵-砷中的一種。在本實(shí)施例中，襯底100可以為P型半導(dǎo)體襯底。在襯底100中，形成限定有源區(qū)的隔膜105。例如，可以淺溝槽隔離(STI)工藝形成隔膜105。具有PN結(jié)二極管子形狀的光電二極管110是通過(guò)形成第一阱110a和第二阱110b獲得的，第一阱110a是通過(guò)將N型雜質(zhì)，如，磷(P)、砷(As)或銻(Sb)注入到襯底100的光電二極管區(qū)域中形成的，第二阱110b是通過(guò)將P型雜質(zhì)，如，硼(B)、鎵(Ga)和銦(In)，注入到光電二極管區(qū)域中形成的。然而，本發(fā)明構(gòu)思不限于此，可以通過(guò)注入P型雜質(zhì)形成第一阱110a，并且可以通過(guò)注入N型雜質(zhì)形成第二阱110b。此外，可以改變形成第一阱110和第二阱110的順序。參照?qǐng)D22，絕緣層120形成在其中形成光電二極管110的襯底100上。例如，絕緣層120可以為氧化層。在該情況中，絕緣層120可以對(duì)應(yīng)于下覆層。參照?qǐng)D23，芯層130形成在絕緣層120上。例如，芯層130可以為硅層或氮化硅層。在該情況中，用來(lái)形成芯層130的材料應(yīng)當(dāng)被選擇為使得芯層130的折射率大于絕緣層120的折射率。參照?qǐng)D24，圖案化芯層130以獲得多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR3以及多個(gè)第三光波導(dǎo)PWG3_1至PWG3_3。雖然未示出，但可以圖案化芯層130以獲得圖3的生物感測(cè)單元20中包括的N個(gè)環(huán)形諧振器RR0以及第一和第二光波導(dǎo)PWG1和PWG2。具體地，通過(guò)在芯層130上涂覆光致抗蝕劑，例如通過(guò)采用光掩模(未示出)將紫外線(UV)光輻射到光致抗蝕劑上，并在所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行刻蝕工藝，形成所述多個(gè)環(huán)形振蕩器RR1至RR3和所述多個(gè)第三光波導(dǎo)PWG3_1至PWG3_3。雖然未示出，光柵耦合器可以形成在第一至第三光波導(dǎo)PWG1，PWG2，以及PWG3_1至PWG3_11的端部處。光柵耦合器可以連接至光纖以傳輸/接收光學(xué)信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例，多個(gè)檢測(cè)器中的每一個(gè)可以形成在第三光波導(dǎo)PWG3_1至PWG3_11中的一個(gè)的一個(gè)端部上。例如，所述多個(gè)檢測(cè)器可以包括光電二極管、光電晶體管、TOF傳感器、CMOS傳感器和CCD傳感器中的至少一種。圖25為圖示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的、制造光學(xué)生物傳感器的方法的流程圖。圖25的根據(jù)本實(shí)施例的方法可以用來(lái)制造圖1至24中圖示的光學(xué)生物傳感器1和1′。因此，關(guān)于圖1至24中圖示的光學(xué)生物傳感器1和1′的描述也適用于圖25的方法。在操作S110中，提供襯底。在本實(shí)施例中，襯底可以為半導(dǎo)體襯底。在操作S120中，覆層形成在其上形成檢測(cè)裝置的襯底上。在本實(shí)施例中，覆層可以包括其折射率小于芯層的折射率的材料。例如，覆層可以為氧化物層。在操作S130中，芯層形成在覆層上。例如，芯層可以為硅層或氮化硅層。在操作S140中，圖案化芯層以獲得生物感測(cè)環(huán)形諧振器、多個(gè)光譜環(huán)形諧振器和多個(gè)光波導(dǎo)。具體地，所述多個(gè)光波導(dǎo)可以包括接收輸入光學(xué)信號(hào)并將輸入光學(xué)信號(hào)提供至生物感測(cè)環(huán)形諧振器的第一光波導(dǎo)、接收來(lái)自生物感測(cè)環(huán)形諧振器的感測(cè)光學(xué)信號(hào)并將感測(cè)光學(xué)信號(hào)提供至所述多個(gè)光譜環(huán)形諧振器的第二光波導(dǎo)、以及分別接收來(lái)自所述多個(gè)光譜環(huán)形諧振器的多個(gè)輸出光學(xué)信號(hào)的多個(gè)第三光波導(dǎo)。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例，圖25的方法還可以包括在形成覆層之前在襯底上形成多個(gè)檢測(cè)器。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例，圖25的方法還可以包括在所述多個(gè)第三光波導(dǎo)中的一個(gè)的一個(gè)端部上形成多個(gè)檢測(cè)器中的每一個(gè)。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一個(gè)示例性實(shí)施例，圖25的方法還可以包括在所述多個(gè)第三光波導(dǎo)中的一個(gè)的一個(gè)端部上形成多個(gè)光柵耦合器中的每一個(gè)。圖26為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的生物感測(cè)系統(tǒng)1000的示意圖。參照?qǐng)D26，生物感測(cè)系統(tǒng)1000可以包括生物傳感器芯片1、流體通道2和信號(hào)處理器50。生物傳感器芯片1基于光學(xué)特性檢測(cè)生物材料的濃度，并將檢測(cè)結(jié)果作為電信號(hào)輸出。根據(jù)本實(shí)施例，生物傳感器芯片1可以與圖1的光學(xué)生物傳感器1相同。因此，由于生物傳感器芯片1能夠通過(guò)產(chǎn)生光學(xué)信號(hào)并將檢測(cè)結(jié)果作為電信號(hào)輸出而檢測(cè)生物材料的濃度，因此不需要附加的光源、光譜儀系統(tǒng)等。因此，生物感測(cè)系統(tǒng)1000可以被制造為是緊湊的、消耗低的功率，并且是便攜的。流體通道2為生物材料在其中流動(dòng)的通路。流體通道2設(shè)置在生物傳感器芯片1上，并且特別地，設(shè)置在形成生物感測(cè)單元20的開(kāi)口的位置處。當(dāng)包含生物材料的流體或氣體經(jīng)由流體通道2流動(dòng)時(shí)，生物材料可以經(jīng)由該開(kāi)口接觸生物傳感器芯片1。流體通道2可以為微流體通道，或者可以為形成在微流體芯片上的流體通道。雖然圖26圖示了直線形式的流體通道2，但流體通道2可以具有其它形狀。信號(hào)處理器50基于從生物傳感器芯片1輸出的電信號(hào)確定生物材料的濃度。信號(hào)處理器50可以位于諸如計(jì)算機(jī)之類的處理系統(tǒng)中，以經(jīng)由連接端子或連接線接收從生物傳感器芯片1輸出的電信號(hào)。另外，信號(hào)處理器50可以與生物傳感器芯片1和流體通道2一起安裝在獨(dú)立的生物傳感器系統(tǒng)中。雖然已經(jīng)參照本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例特別示出和描述了本發(fā)明構(gòu)思，但將會(huì)理解，在不偏離下述權(quán)利要求的精神和范圍的條件下，可以在形式和細(xì)節(jié)方面進(jìn)行多種改變。