[发明专利]基于弯曲波导传输损耗的折射率检测传感器、芯片及方法

权利要求书

1.一种基于弯曲波导传输损耗的折射率检测传感器，用于检测液体的折射率，其特征在于，包括：

激光发射部，发射激光；

传输光纤，与所述激光发射部相连，接受发射的激光并进行传输；

微流控芯片，包括：基板，和设置在所述基板中的光纤导槽、弯曲波导、样品通道、空腔以及空气透镜；所述光纤导槽用于固定所述传输光纤的传输端；所述弯曲波导为圆弧形，入口端与所述传输光纤的传输端相连通；所述样品通道位于所述弯曲波导的一侧，主体区域沿着所述弯曲波导延伸方向延伸，用于装载待测液体；所述空腔设置在所述弯曲波导的另一侧，且主体区域覆盖所述弯曲波导的另一侧；空气透镜与所述弯曲波导出口端相对应，对从该弯曲波导出口端射出的光线进行准直；以及

光功率计，与所述空气透镜相对向，通过测量所述空气透镜准直后的光线的功率，得到反映所述待测液体折射率的光功率数据，

其中，所述弯曲波导是半径为r1的90°圆弧；所述样品通道的主体区域贴合所述弯曲波导设置，为半径r2的90°圆弧；所述空腔是形成在所述基板上半径为r3的90°扇形中空区域；

所述弯曲波导与所述样品通道和所述空腔均为透明结构；

所述弯曲波导的折射率高于所述待测液体和所述空腔内气体；

入射激光从所述传输光纤射入所述弯曲波导后，在所述弯曲波导-所述待测液体和所述弯曲波导-所述空腔折射率突变的两个界面上发生多次反射和折射，最后从弯曲波导的出口端射出。

2.根据权利要求1所述的基于弯曲波导传输损耗的折射率检测传感器，其特征在于：

其中，所述样品通道的主体区域截面宽度为所述弯曲波导的两倍，所述样品通道的两端分别设有样品注入口和样品出口。

3.根据权利要求2所述的基于弯曲波导传输损耗的折射率检测传感器，其特征在于：

其中，所述空腔内气体为空气。

4.根据权利要求3所述的基于弯曲波导传输损耗的折射率检测传感器，其特征在于：

其中，r1≥600μm，r2＝r1+50～100μm，r3＝r1-50～100μm。

5.根据权利要求1所述的基于弯曲波导传输损耗的折射率检测传感器，其特征在于：

其中，所述基板为透明结构，所述传输光纤为单模光纤。

6.根据权利要求1所述的基于弯曲波导传输损耗的折射率检测传感器，其特征在于，还包括：

计算部，与所述光功率计通信相连，根据已标定的折射率与光功率之间的定量关系，基于检测出的光功率计算出所述待测液体的折射率。

7.一种基于弯曲波导传输损耗的微流控芯片，用于检测液体的折射率，其特征在于，包括：

基板，和设置在所述基板中的光纤导槽、弯曲波导、样品通道、空腔以及空气透镜；

其中，所述光纤导槽用于固定传输光纤的传输端；所述弯曲波导为圆弧形，入口端与所述传输光纤的传输端相连通；所述样品通道位于所述弯曲波导的一侧，主体区域沿着所述弯曲波导延伸方向延伸，用于装载待测液体；所述空腔设置在所述弯曲波导的另一侧，且主体区域覆盖所述弯曲波导的另一侧；空气透镜与所述弯曲波导出口端相对应，对从该弯曲波导出口端射出的光线进行准直，

所述弯曲波导是半径为r1的90°圆弧；所述样品通道的主体区域贴合所述弯曲波导设置，为半径r2的90°圆弧；所述空腔是形成在所述基板上半径为r3的90°扇形中空区域；

所述弯曲波导的折射率高于所述待测液体和所述空腔内气体。