基于硅纳米波导工艺,设计并制作各类微纳米光学生物分子溶液非标记多参量光学检测模块,能瞬时并准确的测量生物分子浓度、红外吸收光谱及各向异性双折射等多个物理参量,为以病变分子检测为主的疾病早期诊断提供了有益且相对全面的参考依据。检测模块利用硅波导表面点缺陷对接触样品异常敏感的共振散射特性来测定样品溶液浓度;使用螺旋形弯曲波导结构,在小探测面积内形成光与生物分子间的长距离作用,结合凹面刻蚀衍射光栅微型光谱仪,实现对样品的红外吸收谱测试;通过在刻蚀衍射光栅近光栅区域浅刻蚀凹槽探测区,能实现对样品分子各向异性引起的双折射的测定。通过对刻蚀衍射光栅的优化设计,能将各测量参量分别以共振散射峰值位置、红外吸收谱极大位置和强度分布、谱线的偏振分离等形式从同一测量光谱中被准确、瞬时的获取。主要功能元件经标准半导体集成工艺被集成在一块几毫米尺寸的芯片上,为发展超小范围生物分子检测提供了有效平台。