[实用新型]一种具有微流通道的阵列波导光栅传感器

说明书

本实用新型公开了一种具有微流通道的阵列波导光栅传感器，主要由宽带光源、输入波导、输入自由传输区、带有微流通道的阵列波导、输出自由传输区、输出波导和光探测器阵列构成；从宽带光源发出的光依次经过输入波导、输入自由传输区、带有微流通道的阵列波导、输出自由传输区后不同波长的光聚焦到各个输出波导，并由光电探测器阵列接收，获得不同波长的光功率；当待测液体注入微流通道时，获得的光功率数值会发生改变，从而反推获得待测液体的折射率，实现实时监测。该传感器具有灵敏度高、测量准确、体积小等优点，可广泛应用于其他生物化学方面、或医学方面的检测领域。

技术领域

本实用新型专利是一种基于阵列波导光栅和非晶硅所集成的敏感光学传感器设计。

背景技术

阵列波导光栅(Arrayed-Waveguide Grating，AWG)是密集型波分复用(DWDM)系统中关键器件之一，常用于波分复用WDM系统中的光复用。阵列波导光栅具有波长分辨率高、通道数大、插入损耗和串扰小、制作成本低等优点。

微流控(Microfluidics)指的是使用微管道(尺寸为数十到数百微米)处理或操纵微小流体的系统所涉及的科学和技术，是一门涉及化学、流体物理、微电子、新材料、生物学和生物医学工程的新兴交叉学科，检测速度快、操作简便、体小、便于携带。

与一般的光栅传感器相比，如“一种实时监测流水温度和折射率的装置CN203857986U”本方案所设计的微流控分析效率高，许多分析过程可以在数分钟内完成；样品和试剂消耗量少，能源消耗也很低；易于集成化、便携化，操作简便，更易实现自动化。

微流控芯片的这些优点为其在在生物医学、高通量药物合成筛选、农作物的优选优育、环境检测和保护、卫生免疫、司法鉴定、生物战剂的检测和天体生物学研究等众多领域的应用提供了广阔的前景。

除此之外，阵列波导光栅易于光纤耦合，并与半导体激光器、光放大器等有源器件结合，实现集成。

实用新型内容

针对现有技术中的一些不足，本实用新型提供一种具有高灵敏度的光学传感器的设计。

为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：

一种具有微流通道的阵列波导光栅传感器，由宽带光源(6)、输入波导(1)、输入自由传输区(2)、阵列波导(3)、微流通道(8)、输出自由传输区(4)、输出波导(5)、光电探测器阵列(7)构成；从宽带光源(6)发出的光依次经过输入波导、输入自由传输区、带有微流通道的阵列波导、输出自由传输区、后不同波长的光聚焦到各个输出波导，并由光电探测器阵列接收，获得不同波长的光功率；当待测液体(9)注入微流通道(8)时，获得的光功率数值会发生改变，从而反推获得待测液体(12)的折射率，实现实时监测。

本实用新型所述的宽带光源(6)和光电探测器阵列的工作波段是1500nm至1600nm。

本实用新型所述的一种具有微流通道的阵列波导光栅传感器所述的微流通道(8)包含了进样通道(10)、主体通道层(11)、出样通道(12)、底部结构(13)；所述的进样通道(10)和主体通道层(11) 相连，主体通道层(11)和出样通道(12)相连。

本实用新型所述的一种具有微流通道的阵列波导光栅传感器，所述的输入自由传输区(2)和输出自由传输区(4)的结构为罗兰圆结构，长度为3500微米，所述的阵列波导(3)数目为205，阵列波导间距为8微米，所述的输出波导(5)数目为16。

本实用新型所述的一种具有微流通道的阵列波导光栅传感器，所述的输入波导(1)、输入自由传输区(2)、阵列波导(3)、微流通道 (8)、输出自由传输区(4)、输出波导(5)均基于二氧化硅波导结构，波导宽度和高度均为6微米。

本实用新型所具有的特点优势为灵敏度高、测量准确、体积小、易于操作，可广泛应用于其他生物化学方面、或医学方面的检测领域。

附图说明