实施实时 ALD工艺监测W确保层化深度和其它制作标准。此外，ALD是化学反应过程，其导致对基部 表面的化学结合。因此，由ALD形成的结合较通过其它沉积工艺诸如磁控瓣射或等离子涂 覆工艺形成的结合强（较不脆弱）。
[0064] 如本文所公开，ALD可用于制作具有较薄总厚度的较复杂ICE设计（获得较现有沉 积技术快的制作时间和更优性能）。此外，ALD可用于制作功能化ICE。例如，可将终止层 设计成具有直接结合至ICE的一个或多个化学反应层。该可使ICE对分析物或分析物群相 比W前更具选择性。作为另一实例，可将终止层设计为与用于设计ICE光谱图不同材料的 保护涂层。作为另一实例，可将表面图案化W使得能用作介质高度散光（例如，储层流体） 环境中的尺寸排阻层。该种图案化可使用可除光刻技术实施。在混合环境中，可涂覆所有 表面且可面对面结合基材。ALD的使用还可使得能对流体分析系统的其它光路组件的性能 或功能进行改善。
[0065] 除了ICE102外，还可通过ALD制作或修改系统100的其它光学组件。例如，可通 过ALD制作或通过ALD修改半导体检测器W在表面上直接包括ICE102。此外，可修改半导 体检测器W包括抗反射或光谱带通层结构。作为另一实例，可修改透镜110A和110BW包 括抗反射或光谱带通层结构。
[0066] 图9示出说明性流体分析方法700的流程图。如图所示，方法700包括在方框710 发射具有预定光谱的光（例如，利用光源116)。在方框720,发射光被引导通过流体样品 (例如，流体样品104)。在方框730,利用基于ALD的ICE(例如ICE102)过滤通过流体样 品的光。如本文所描述，基于ALD的ICE包括多个光学层，其中所述层中的至少一个是利用 ALD形成或修改。ALD在ICE的一个或多个光学层的使用可增大流体分析系统预测的准确 度、类型和/或范围。在方框740,检测（例如，通过检测器112A或112B)经过滤的光。在 方框750,将经检测过滤的光的光谱特征与流体样品的化学或物理性质关联。可例如通过禪 接至流体分析系统的检测器的处理器实施方框750的步骤。
[0067] 在一些实施方案中，方法700可包括其它步骤。例如，方法700还可包括，在过滤步 骤之前和/或之后，将光引导通过利用ALD形成或修改的至少一个光路组件。该些光路组 件可包括如本文所描述的输入侧透镜、输出侧透镜、带通滤波器、样品接口、光源或检测器。
[0068] -旦充分了解W上公开内容，大量变化和修改方案对于本领域技术人员将变得明 显。例如，虽然已按照依序方式示出并描述本文所公开方法，但各图示操作中的至少一些可 同时或按不同顺序发生，且可能重复。旨在将W下权利要求解释为涵盖所有该些变化、等效 和修改方案。
【主权项】
1. 一种流体分析系统，其包括： 光源： 集成计算元件（ICE);和 检测器，其将光信号转换为电信号， 其中所述ICE包括多个光学层，且其中所述多个光学层中的至少一个利用原子层沉积 (ALD)而形成以使得能预测物质的化学或物理性质。2. 根据权利要求1所述的流体分析系统，其中所述ICE包括基于ALD的多个不同类型 光学层，且其中所述多个不同类型光学层具有不同折射率。3. 根据权利要求1所述的流体分析系统，其中所述ICE包括利用反应性磁控溅射 (RMS)形成的至少一个光学层。4. 根据权利要求1所述的流体分析系统，其中所述ICE包括利用ALD形成或修改的至 少一个非平面光学层。5. 根据权利要求1中任一项所述的流体分析系统，其还包括流体样品接口，其中所述 流体样品接口包括利用ALD形成或修改的至少一个层。6. 根据权利要求5所述的流体分析系统，其中所述流体样品接口包括利用ALD形成的 金刚石层。7. 根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的流体分析系统，其中所述检测器或所 述光源包括利用ALD形成或修改的至少一个层。8. 根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的流体分析系统，其还包括带通滤波器 元件，其中所述带通滤波器元件包括利用ALD形成或修改的至少一个层。9. 根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的流体分析系统，其还包括相对于所述 ICE的输入侧透镜，其中所述输入侧透镜包括利用ALD形成或修改的至少一个层。10. 根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的流体分析系统，其还包括相对于所述 ICE的输出侧透镜，其中所述输出侧透镜包括利用ALD形成或修改的至少一个层。11. 一种制作流体分析系统的方法，其包括： 选择具有多个光学层的集成计算元件（ICE)设计；且 利用原子层沉积（ALD)形成所述ICE的所述多个光学层中的至少一个以使得能预测物 质的化学或物理性质。12. 根据权利要求11所述的方法，其还包括利用ALD形成或修改光源或检测器的至少 一部分。13. 根据权利要求11所述的方法，其还包括利用ALD形成或修改流体样品接口的至少 一部分并将所述流体样品接口布置在所述ICE的输入侧。14. 根据权利要求11所述的方法，其还包括利用ALD形成或修改带通滤波器元件的至 少一部分并将所述带通滤波器元件布置在所述ICE的输入侧。15. 根据权利要求11至权利要求14中任一项所述的方法，其还包括利用ALD形成或修 改透镜的至少一部分并将所述透镜布置在所述ICE的输入侧或输出侧。16. 根据权利要求11至权利要求14中任一项所述的方法，其还包括利用ALD形成或修 改所述ICE的至少一个非平面光学层。17. 根据权利要求11至权利要求14中任一项所述的方法，其还包括利用ALD形成所述 ICE的多个不同类型光学层。18. -种测井柱，其包括： 测井工具区段；和 与所述测井工具区段相关联的流体分析工具，其中所述流体分析工具包括集成计算元 件（ICE)，其具有利用原子层沉积（ALD)形成的至少一个光学层以使得能预测物质的化学 或物理性质。19. 根据权利要求18所述的测井柱，其中所述流体分析单元包括利用ALD形成或修改 的检测器、带通滤波器中的至少一个。20. -种用于流体分析的方法，其包括： 将具有预定光谱的光引导通过流体样品； 通过多个光学层过滤从所述流体样品输出的光，其中利用原子层沉积（ALD)形成所述 多个光学层中的至少一个以根据所述流体样品的化学或物理性质过滤所述光； 检测从所述多个光学层输出的经过滤的光；且 将所述经过滤的光的光谱特征与所述流体样品的所述化学或物理性质关联。21. 根据权利要求20所述的方法，其还包括，在所述过滤前，将光引导通过利用ALD形 成或修改的至少一个光路组件。22. 根据权利要求20所述的方法，其还包括，在所述过滤后和在所述检测前，将光引导 通过利用ALD形成或修改的至少一个光路组件。
【专利摘要】具有利用原子层沉积(ALD)形成的集成计算元件(ICE)或其它光路组件的流体分析系统使得能提高公差和设计灵活性。在一些公开实施方案中，流体分析系统包括光源和ICE。所述流体分析系统还包括将光信号转换为电信号的检测器。所述ICE包括多个光学层，其中所述多个光学层中的至少一个利用ALD形成。相关的方法包括选择具有多个光学层的ICE设计。所述方法还包括利用ALD形成所述ICE的所述多个光学层中的至少一个以使得能预测物质的化学或物理性质。相关的测井柱包括测井工具区段和与所述测井工具区段相关联的流体分析工具。
【IPC分类】C03C17/09, G02B5/28, G02B6/132
【公开号】CN104981721
【申请号】CN201380070609
【发明人】迈克尔·T·佩尔蒂埃, 大卫·L·珀金斯
【申请人】哈利伯顿能源服务公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2013年2月11日
【公告号】CA2897779A1, EP2939055A1, WO2014123544A1