】
[0028]下面结合图1和图2对本发明进行详细说明。[0029 ]如图1所示，基于LTCC集成的光子微流检测芯片，包括LTCC基板1、激光芯片2、微流通道3、探测器芯片4和数字处理单元5，所述的微流通道3设置在LTCC基板I的基体内，所述的激光芯片2和探测器芯片4相对设置在微流通道3的两端，探测器芯片4的探测信号输出端与数字处理单元5的探测信号输入端相连接。在微流通道下方的LTCC基板的基体内设置有温控板6。
[0030 ]作为另一个实施例，还包括如图2所不光子传感系统;所述的光子传感系统的输入端7与激光芯片2相连接，光子传感系统的输出端8穿过微流通道3与探测器芯片4相连接。所述的光子传感系统为双锥光纤9、双锥光纤-高Q光学微腔传感单元10或者倏逝场微纳光纤传感单元。
[0031]实例:
[0032]本发明中LTCC基板采用Dupont951瓷片制作，该瓷片每层的厚度为114μπι。本实例中应用20层瓷片构建该检测芯片。
[0033]本发明中光纤系统应用康宁公司的多模裸光纤。
[0034]本发明中微流通道中的光子传感系统示意图如图2所示。微流通道的截面尺寸为ImmX 1mm。光子传感系统应用高Q光学微腔传感单元。
[0035]基于LTCC单片集成的光子微流测试方法，由光源芯片发射的激光作为信号源头，光子探测源经过光纤系统进入到微流通道内的光子传感系统，在微流通道处实现对外界物质的探测，带有探测信号的光子信息被探测器芯片接受，并在此处完成光电信号转换并将电信号传送给数字信号处理单元，处理后的信号输入到存储单元完成信息存储。待测液体经过微流液体进口进入到微流通道之中，并通过微流液体出口流出。
[0036]首先初始化:在无微流液体进入到微流通道时，系统记录光电探测器的信息，并将其作为后续信息处理的第一参考信息。
[0037]当纯净的微流液体进入到微流通道之中时，由于微流液体与光子系统的相互作用(反射、折射、散射)，会改变光电探测器的输出信息，该信息可作为后续信息处理的第二参考信息。
[0038]当微流体中的物质成分发生变化时，会进一步改变光子的传输特性，从而会改变光电探测器的输出信息。在第一、第二的参考信息帮助下，数字信号处理单元通过分析结算得到微流中的待测物理量(浓度、折射率以及微粒子浓度等等)。
[0039]基于LTCC单片集成的光子微流检测芯片，包括激光芯片、光纤系统、光子传感系统、微流通道、探测器芯片、数字处理单元、存储单元、温度控制单元、电源接口、加热单元、内部导线以及LTCC基板，且所有的部件都集成于一块LTCC多层基板的单片上;其特点是:
[0040]所述的光纤系统通过集成制造集成于LTCC基板的内部；
[0041]所述的激光芯片光源、探测器芯片、信号处理和存储单元以及温控芯片都采用成熟产品，且通过微组装技术将它们组装到LTCC基板上相应的盲腔内；
[0042]所述的加热单元、内部导线分别采用成熟的厚膜电阻、厚膜导体技术实现；
[0043]所述的LTCC基板采用标准的低温共烧陶瓷技术实现，制造中在根据系统设计在不同的层上实现金属化及腔体制造。
[0044]基于LTCC单片集成的光子微流检测芯片，该检测芯片中的光子系统是与光纤技术相兼容的光纤传感结构单元，为高Q光学微腔传感单元，或者为倏逝场微纳光纤传感单元以及其他的光纤传感结构。
[0045]基于LTCC单片集成的光子微流检测芯片，该检测芯片中的微流截面尺寸为(150μπι?2mm) X (150ym?2mm)。
[0046]基于LTCC单片集成的光子微流检测芯片，该芯片的制造方法融合了光纤-LTCC基板的一体化集成制造技术以及基于微组装技术的功能芯片-LTCC基板集成制造技术。
【主权项】
1.一种基于LTCC集成的光子微流检测芯片，包括LTCC基板、激光芯片、微流通道、探测器芯片和数字处理单元，其特征在于:所述的微流通道设置在LTCC基板的基体内，所述的激光芯片和探测器芯片相对设置在微流通道的两端，探测器芯片的探测信号输出端与数字处理单元的探测信号输入端相连接。2.根据权利要求1所述的一种基于LTCC集成的光子微流检测芯片，其特征在于:还包括光子传感系统;所述的光子传感系统的一端与激光芯片相连接，光子传感系统的另一端穿过微流通道与探测器芯片相连接。3.根据权利要求2所述的一种基于LTCC集成的光子微流检测芯片，其特征在于:所述的光子传感系统为双锥光纤、双锥光纤-高Q光学微腔传感单元或者倏逝场微纳光纤传感单J L ο4.根据权利要求1所述的一种基于LTCC集成的光子微流检测芯片，其特征在于:在微流通道下方的LTCC基板的基体内设置有温控板。
【专利摘要】本发明公开了一种基于LTCC的光子微流检测芯片，属于微系统传感检测领域。该芯片在LTCC单片基板上实现了微光源、光纤系统、光子传感系统、探测器芯片、信号处理芯片以及温控板的集成。其中，微流通道和光纤系统制造于基板内部，从而实现了光子在单片微流系统中的传感。本发明的优点：1)在LTCC基板内可较为便捷的实现光纤系统以及光子传感系统的集成制造；2)该检测芯片所需要的光源、探测器、信号处理器等部件可通过标准的微组装工艺实现在LTCC基板上的集成；3)检测芯片所需要的微流检测通道可以便捷的在LTCC基板上实现可控制造；4)LTCC陶瓷具有良好的抗腐蚀特性和高温特性，可支持此芯片应用于恶劣环境中。
【IPC分类】G01N21/17, B01L3/00
【公开号】CN105583014
【申请号】CN201510956601
【发明人】严英占, 卢会湘, 唐小平, 党元兰, 赵飞, 李攀峰
【申请人】中国电子科技集团公司第五十四研究所
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年12月18日