[发明专利]一种基于信号差分检测的光学微流控芯片及测试方法

权利要求书

1.一种基于信号差分检测的测试仪，其特征在于：所述测试仪包括：激光器、分束器、幅度调制器、透镜、微流控芯片以及光电探测器，所述幅度调制器包括光放大器和光衰减器，所述微流控芯片内设有承载标准样品和待测样品的微流槽；所述微流槽的表面或内部镀光学薄膜，调节光束相位，优化光束的干涉效应；所述光学薄膜的光学厚度为半个波长的奇数倍；探测光由单个激光器输出的光经过分光而成；探测光经过幅度调制器和透镜后，分别通过承载着待测样品和标准样品的微流槽；然后经过透镜，两束光分别进入光电探测器转换成电信号，接着进行两个电信号的差分运算。

2.一种基于信号差分检测的测试仪，其特征在于：所述测试仪包括：激光器、分束器、幅度调制器和相位调制器、合波器、透镜、微流控芯片以及光电探测器，所述幅度调制器包括光放大器和光衰减器，所述微流控芯片内设有承载标准样品和待测样品的微流槽；所述微流槽的表面或内部镀光学薄膜，调节光束相位，优化光束的干涉效应；所述光学薄膜的光学厚度为半个波长的奇数倍；探测光由单个激光器输出的光经过分光而成；探测光分别通过承载着待测样品和标准样品的微流槽；经过透镜和合波器，两束光合为一束，进入光电探测器，将待测样品和标准样品的测试信号进行光强差分运算。

3.根据权利要求2所述的一种基于信号差分检测的测试仪，其特征在于：所述相位调制器通过施加电场、磁场或压力改变调制器的折射率，从而改变经过调制器的光束相位。

4.根据权利要求2所述的一种基于信号差分检测的测试仪，其特征在于：所述微流控芯片内的两个微流槽中的一个的底部镀了光学厚度为半个波长奇数倍的SiO₂介质膜。

5.一种利用权利要求2、3或4所述的一种基于信号差分检测的测试仪的测试方法，具体步骤如下：

选用一个包含两个微流槽的微流控芯片；

利用一个光纤分束器将一个激光器的输出光分成两束，经过调制器和透镜后分别入射到两个微流槽上；经过微流槽、透镜和合波器，两束光合为一束，接着进入光电探测器；

将标准样品注入到微流槽中，调节光路中的相位调制器，使得到达C处的两束探测光的相位差为180度的奇数倍；调节光路中的光学幅度调制器，使得到达C处的两束光幅度相等；此时，两束光完全干涉相消，使得进入光电探测器的光强接近零；

将待测样品和标准样品分别注入微流槽中，由于两种样品的折射率存在差异，改变了经过微流槽后的光强度，导致到达C处的两束光强度不同；此时，不满足完全干涉相消的条件，进入光电探测器的光强增大；因此，通过测试C处的光强大小，就可以获知待测样品和标准样品的折射率差异，从而求出待测样品的折射率值。

6.一种利用权利要求1所述的一种基于信号差分检测的测试仪的测试方法，具体步骤如下：

选用一个包含两个微流槽的微流控芯片；

利用光纤分束器将激光器的输出光分成两束，经过调制器和透镜后分别入射到两个微流槽上；经过槽和透镜，两束光分别进入光电探测器转换成电信号，最后进行电信号的差分运算；

将标准样品注入两个微流槽中；调节光路中的光学幅度调制器，使得进入光电探测器的两束光幅度相等，从而电信号差分结果为零；

将待测样品和标准样品分别注入两个微流槽中，由于两种样品的折射率存在差异，改变了经过微流槽后的光强度，导致进入光电探测器的两束光强度不同；此时，电信号的差分运算不为零；因此，通过测试差分后的电信号大小，就可以获知待测样品和标准样品的折射率差异，从而求出待测样品的折射率值。