[发明专利]基于表面波倏逝场的痕量液体或气体折射率测量装置

权利要求书

1.一种基于表面波倏逝场强度变化的痕量液体或气体折射率测量装置，其特征在于 包括：一个复合平面光波导、棱镜耦合机构，、表面波倏逝场测量机构；其中，所述复合平面 光波导由波导衬底层（3）、导流层（5）、玻璃基底（7）、周期性介质膜层（8）、波导覆盖层（9） 从下往上依次复合构成；所述棱镜耦合机构由测量光束（1）及半柱形耦合透镜（2）构成，该 半柱形耦合透镜（2）与波导衬底层（3）配合连接；所述表面波倏逝场测量机构由锥形光纤探 头（10）、传导光纤（11）及光电测量系统（12）依次连接构成；导流层（5）有接入口（4）和接出 口（6），待测液体或气体经由接入口（4）进入波导结构内，由接出口（6）导出。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述测量光束（1）为连续或脉冲激光光束。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述半柱形耦合透镜（2）材料为高折射 率玻璃，用于将测量光束以倏逝场的形式耦合入与其相邻的波导衬底层（3）。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述波导衬底层（3）采用透明低折射率材 料。

5.根据权利要求1、2或4所述的装置，其特征在于：所述导流层（5）为一上下方平行的 空隙，用于容纳待测液体或气体。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述的周期性介质膜层（8）为高、低折射 率材料交替的周期薄膜层及其附加层，采用介质材料，如氧化钽/石英交替的周期结构薄膜 层，或聚合物材料交替的周期结构薄膜层。

7.根据权利要求1、2、4或6所述的装置，其特征在于：所述的波导覆盖层（9）材料采用 玻璃或聚合物材料，其折射率低于周期性介质膜层（8）的折射率。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：所述的锥形光纤探头（10）采用多模或单模 光纤制备，其折射率高于波导覆盖层（9）的折射率。

9.根据权利要求1、2、4、6或8所述的装置，其特征在于：所述的传导光纤（11）为一多模 或单模光纤，用于传输从光纤探头（10）耦合出的光。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：所述的光电测量系统（12）为一套光电转 换及测量显示系统，包括光电倍增管、数模转换、数据采集及电脑，用于测量和分析由传导 光纤（11）传输而来的光强。