[发明专利]一种高通量的折射率测量芯片、装置以及方法

说明书

本发明公开了一种高通量的折射率测量芯片、测量装置以及测量方法，属于精密仪器领域，其中，测量芯片包括芯片本体，芯片本体的一个面为光学平面，该光学平面用于与外界的折射率测量设备相面接触，在芯片本体上设置有至少两个用于容置待测量液体的沟槽，沟槽的深度小于或者等于所述芯片本体的厚度，沟槽的两端分别设置有液体输入通道和液体输出通道。本发明还提供一种高通量的折射率测量装置，其包括如上所述的测量芯片。本发明还提供一种高通量的折射率测量方法，能实现同时测量获得多种液体的折射率。本发明装置测量效率高，测量结果一致性好，不易引入随机误差。

技术领域

本发明属于高通量折射率测量领域，更具体地，涉及一种高通量的折射率测量芯片、装置以及方法。

背景技术

折光计是测量物质折射率的装置。传统阿贝折光计和目前改进的大部分数字折光计一次测量都只能测量一种液体。如果需要准确测量多种物质的折射率，一般通过多次测量实现。多次测量的方式存在测量效率低的缺陷，还可能引入随机测量误差。

高通量测量是目前自动化仪器发展的一个趋势。目前，还没有多通道折射率测量装置，因此，需要开发一种高通量或者大通量的折射率测量装置和方法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种高通量的折射率测量芯片、装置以及方法，其目的在于，设计测量芯片和装置，能在芯片中同时容置多种待测对象，以能同时测量多种对象的折射率，是一种高通量或者说是大通量的折射率测量方式，其测量效率高，测量结果一致性好，不易引入随机误差。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种高通量的折射率测量芯片，其包括芯片本体，该芯片本体的一个面为光学平面，该光学平面用于与外界的折射率测量设备相面接触，在所述芯片本体上设置有至少两个用于容置待测量液体的沟槽，所述沟槽的深度小于或者等于所述芯片本体的厚度，所述沟槽的两端分别设置有液体输入通道和液体输出通道，所述沟槽具有敞口，该敞口位于光学平面上。

进一步的，多个所述沟槽相互平行，沟槽间通过侧壁分隔开，相互独立。两个相互平行的沟槽能保证最终获得的反应折射率的光斑整齐，方便后续的输出处理和分析。

进一步的，所述沟槽的数量为两个，所述沟槽的形状为长方体或者半圆柱体状。

按照本发明的第二个方面，还提供一种高通量的折射率测量装置，其包括如上所述的折射率测量芯片。

进一步的，高通量的折射率测量装置还包括光源、输入耦合光学模块、棱镜、输出耦合光学模块、面阵器件以及图像分析处理系统，其中，所述光源用于产生发散光束，所述输入耦合光学模块用于接受来自光源的光散光束并将其聚焦或发散，所述棱镜设置在所述输入耦合光学模块的出射光方向上，所述折射率测量芯片的测量面与所述棱镜的测量面相面重合，以保证待测液体的液面与棱镜的测量面重合，进而使得测量光穿过棱镜底面后待测液体液面发生折射和反射，所述输出耦合光学模块设置在所述棱镜的出射光方向上，用于收集带有待测对象折射率信息的反射光，所述面阵器件用于接受带有待测对象折射率信息的反射光，并将其转化为光电信号，所述图像分析处理系统用于对所述光电信号进行处理和分析，以直接输出待测对象的折射率数值。

进一步的，所述棱镜为等腰棱镜，该等腰棱镜的一个等腰面为光线的入射面，另一个等腰面为光线的出射面，其底面为测量面。

进一步的，工作时，从输入耦合光学模块的出射光入射至棱镜的入射面，发生第一次折射和反射，折射后光线透射进入棱镜，在棱镜的测量面和待测液体的界面处发生反射，反射光线从棱镜的出射面射出，被输出耦合光学模块接受，由于折射率测量芯片同时具有多个容置待测液体的沟槽，不同沟槽容置不同的待测液体，对应会同时获得相同数量的具有明显界线的光斑，对光斑进行分析从而能同时获得多种液体的折射率。

按照本发明的第三个方面，还提供一种高通量的折射率测量方法，其包括如下步骤：