[发明专利]成像式光微流体传感装置及方法

摘要

成像式光微流体传感装置及方法。传感装置包括：可调谐激光光源，准直透镜，入射角调整架，反射棱镜，光微流体谐振腔阵列，微透镜阵列，阵列式光电探测器，信号控制与处理单元。光源发出的光经准直透镜后以平行光束入射到反射棱镜，入射光在反射棱镜底面通过消逝场耦合，激发光微流体谐振腔阵列的谐振模进行传感，带有谐振模波长信息的反射光入射到阵列式光电探测器成像，在连续调谐激光输出波长时记录下相应的多帧图像，然后在信号处理单元中将阵列式光电探测器中每一个像素按记录光源波长进行串行处理，实现对各个光微流体谐振腔的波长传感查询。该装置能有效的实现多通道光微流体传感，可用于高通量光微流体检测系统的构建。

主权项

一种成像式光微流体传感装置，其特征在于该传感装置包括：可调谐激光光源：用于输出波长可连续变化的激光，可调谐激光光源为可调谐激光二极管或可调谐光纤激光器；准直透镜：用于将可调谐激光光源产生的发散光转变为平行的线光束或者面光束，准直透镜为柱面镜或球面镜；入射角调整架：可调谐激光光源和准直透镜安装在入射角调整架上，用于调整平行的线光束或者面光束的入射光角度；反射棱镜：使入射角大于全反射临界角的入射光经反射棱镜的入射面入射后，在棱镜的反射面产生全反射，使一部分入射光通过消逝场耦合到光微流体谐振腔阵列中产生谐振，并将携带谐振模波长信息的反射光经棱镜的出射面照射到阵列式光电探测器中；光微流体谐振腔阵列：包括三种实现方式，(1)单根微管沿轴向的不同部位构成的一维光微流体谐振腔阵列，(2)多根微管并排构成的一维光微流体谐振腔阵列，(3)前两者组合构成的二维光微流体谐振腔阵列；每一个光微流体谐振腔固化不同的生物检测试剂，满足谐振条件的光在光微流体谐振腔内发生谐振；微透镜阵列：用于将来自每个光微流体谐振腔单元的光线汇聚到阵列式光电探测器的相应像素单元，包括线阵和面阵微透镜阵列；阵列式光电探测器：用于记录光微流体谐振腔阵列的光信号，包括线阵和面阵阵列式光电探测器，光电探测器结构包括CCD阵列、CMOS阵列和InGaAs阵列；信号控制与处理单元：控制可调谐激光光源的波长调谐和阵列式光电探测器的采集动作，并对连续调谐激光输出波长时阵列式光电探测器记录下的多帧图像进行处理，将阵列式光电探测器每个像素按接收的时间串行提取处理，并转换成随波长变化的强度信息，从而探测出各个像素所对应的光微流体谐振腔的谐振波长。