[发明专利]一种热光效应光波导检测装置

说明书

本发明公开了一种基于热光效应光波导检测装置，包括：第一光电探测器、具有热光效应的光波导器件、第二光电探测器和第一放大器。可以采用现存半导体工艺将光波导、加热装置、温度检测装置、放大器等全部集成于单个晶片上。第一放大器输出的电信号调整光波导器件的温度，基于热光效应调整光波导器件的输出光信号，从而获得环路稳定。测量第一放大器输出的电信号或者光波导器件的温度即可快速准确地获得待测物品的信息。

技术领域

本发明涉及一种光电检测装置，特别涉及一种基于热光效应的光波导检测装置。

背景技术

随着人类科学技术的巨大进步和经济、社会的不断发展，普通民众越来越注重个人的身体健康,对健康医疗提出了更高的要求。无论疾病的预防或治疗，都需要即刻、及时乃至长期大数据量的人体医学检测数据。但是，专业医学检测设备的稀缺、医疗检测价格的昂贵、专业检测场所的局限，都极大限制了普通民众在健康体检甚至疾病治疗时的医学检测。因此，以便捷低廉、灵敏快速为主要特征的“即刻检验”(Point-of-CareTesting,POCT)成为医疗设备的发展趋势之一。另一方面，在当今世界，环境污染、食品安全、恐怖袭击等问题也时时困扰着很多国家和地区，对人们的健康乃至生存造成了严重威胁。专业机构需要对环境污染物、食品添加剂、病毒细菌等目标进行现场快速检测(Rapidon-sitedetection)，微型便携、操作简便、快速灵敏的检测分析设备也显得尤为重要。因此，便携便捷、低耗低廉、灵敏快速的生物学、化学检测分析手段是医学、环境、食品、反恐等多个社会领域的热点需求。

作为一种新兴的生物化学检测手段，光波导生化传感器以其无需标定、高灵敏度、结构简单、可实时实地检测等优良的性质，在食品安全、疾病检测、环境监测等方面已实现了多种的应用，具有非常光明的前景。由于折射率通常和液体的化学性质(如物质成分、各组分含量以及粘稠度等)联系在一起，另外，很多生物分子的折射率也是其结构、大小、形态等参数的函数。同时折射率是所有材料的固有特征，它通常不会受物理、化学和生物效应的影响而发生变化，所以通过折射率测量来实现对各种化学量的传感无疑是最简单和直接的途径。通常情况下在波导表面涂覆的高选择性敏感层与液体中的待测分子发生特异性反应，其引起导模的折射率变化由探测设备测得，即可反映出样品特性上的差异。利用折射率传感器测量气/液相浓度、监测生物活性膜厚度、抗体－抗原反应和DNA反应中参数的变化等，可以实现对生物化学、医学、生命科学等领域中各种现象的分析。

发明内容

为解决上述问题，提供了一种一种热光效应光波导检测装置，包括：第一光电探测器，具有输入端、输出端，基于参考光源产生第一电信号；光波导器件，具有第一光输入端、第一光输出端、第一控制端和第二控制端，具有第一波导和第二波导，其第一光输入端用于接收第一光信号，其第一光输出端用于提供第一光输出信号，其第一控制端和第二控制端接收控制电压，基于热光效应调整光第一光输出信号；第二光电探测器，具有输入端、输出端，其输入端耦接至光波导器件的光输出端，基于第二光信号产生第二电信号；第一放大器，具有电源端、接地端、第一端、第二端和输出端，其电源端耦接至电源，其接地端耦接至地，其第一端耦接至第一光电检测器件输出端以接收第一电信号，其第二端耦接至第二光电检测器件输出端以接收第二电信号，其输出端耦接至所述光波导器件的第一控制端并提供第一模拟信号。

可以采用现存半导体工艺将光波导、加热装置、温度检测装置、放大器等全部集成于单个晶片(例如硅片)上。第一放大器输出的电信号调整光波导器件的温度，基于热光效应调整光波导器件的输出光信号，从而获得环路稳定。测量第一放大器输出的电信号或者光波导器件的温度即可快速准确地获得待测物品的信息。

附图说明

图1示出根据本发明一个实施例的热光效应光波导检测装置10。

图2示出根据本发明一个实施例的光波导器件20的结构示意图。

图2(a)为波导器件三维立体示意图。

图2(b)为波导器件截面图。