折射率传感装置及测量方法与流程

本申请涉及测量领域，特别是涉及一种折射率传感装置及测量方法。

背景技术：

表面等离子体共振(surfaceplasmonresonance,spr)，属于一种物理光学现象。入射光由光密介质入射到光疏介质发生全反射时，入射光并非立即反射回光密介质，而是进入到光疏介质，形成倏逝波。根据麦克斯韦方程组，当两种介质之间存在金属薄膜或二维材料薄膜时，p偏振态的激光与薄膜材料层中的自由电子相互作用产生表面等离子体波(surfaceplasmonwave,spw)，从而在薄膜材料层激发spr，其传播常数取决于周围介质的折射率。s偏振态的激光无法与薄膜材料层中的自由电子相互作用产生spw，从而不能在薄膜材料层激发spr。因此，即使spr传感器表面的折射率发生很小的变化，也可以在spr共振中产生可测量的光学参数(如强度、相位等)变化信息(p偏振态的相关光学参数对折射率变化敏感，而s偏振态的相关光学参数对折射率变化不敏感)。spr传感器本质上是对膜层表面的介质折射率敏感，当待测介质的折射率发生变化时，引起表面等离子体传播常数发生变化，从而引起与其发生共振的光束的强度或相位发生变化。因此可以通过检测光束的强度或相位变化来实现对介质折射率的检测，以此为基础构建spr传感器。但是，现有的spr检测装置灵敏度不高，无法满足多种场合的高精度测量需求。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述问题，提供一种折射率传感装置及测量方法。

一种折射率传感装置，包括：

激光发射装置，用于发射激光光束；

第一声光移频器，用于将所述激光光束移频；

棱镜，与所述第一声光移频器间隔设置，包括反射表面；

依次设置于所述反射表面的材料层和微流体通道，所述微流体通道用于储存待测介质，所述激光光束射入所述棱镜在所述反射表面全反射，并在所述反射表面与所述材料层发生表面等离子共振；

第二声光移频器，与所述棱镜间隔设置，用于将射出所述棱镜的激光光束移频，所述第一声光移频器和所述第二声光移频器差分移频；

第一反射镜，与所述第二声光移频器间隔设置，用于使经过所述第二声光移频器射出的第一激光光束经原路径反射到所述激光发射装置；

所述第一激光光束与所述激光发射装置内的原光场发生干涉效应，调制所述激光发射装置的输出功率，并通过所述激光发射装置输出调制光束；以及

处理装置，用于通过所调制光束得到所述待测介质的折射率信息。

在一个实施例中，还包括：

偏振分光镜，与所述棱镜和所述第二声光移频器间隔设置，用于将射出所述棱镜的激光光束分为所述第一激光光束和第二激光光束；

第三声光移频器，与所述偏振分光镜间隔设置，用于对所述第二激光光束移频，所述第一声光移频器和所述第三声光移频器差分移频；

第二反射镜，与所述第三声光移频器间隔设置，用于使经过所述第三声光移频器射出的所述第二激光光束经原路径反射到所述激光发射装置，所述第一激光光束和所述第二激光光束与所述激光发射装置内的原光场发生干涉效应，调制所述激光发射装置的输出功率，并通过所述激光发射装置输出调制光束。

在一个实施例中，还包括分光镜，设置于所述激光发射装置和所述第一声光移频器之间，用于将所述激光发射装置射出的调制光束反射到所述处理装置。

在一个实施例中，还包括准直装置，设置于所述激光发射装置和所述分光镜之间，用于将从所述激光发射装置射出的激光准直。

在一个实施例中，还包括四分之一波片，设置于所述第一声光移频器和所述棱镜之间，用于将从第一声光移频器射出的所述激光光束由偏振态从线偏振变为圆偏振。

在一个实施例中，还包括：

第三反射镜，设置于所述四分之一波片和所述棱镜之间，用于将从所述四分之一波片射出的所述激光光束反射至所述棱镜。

在一个实施例中，还包括：

第四反射镜，设置于所述偏振分光镜和所述棱镜之间，用于将从所述棱镜射出的所述激光光束反射至所述偏振分光镜。

在一个实施例中，所述材料层包括二维材料或者金属材料。

在一个实施例中，所述棱镜为等腰直角棱镜或半球棱镜，所述反射表面为所述等腰直角棱镜的斜面或所述半球棱镜的平面。

在一个实施例中，所述微流体通道为聚二甲基硅氧烷材料。

在一个实施例中，所述处理装置包括：

光电探测器，用于接收所述调制光束，并将光信号转换为电信号；

信号处理单元，与所述光电探测器连接，用于对所述电信号解调；

数据处理单元，与所述信号处理单元连接，用于实时显示待测介质折射率变化所对应的光强强度变化或相位变化，并计算系统分辨率和灵敏度。

一种所述的折射率传感装置的测量方法，包括：

向所述微流体通道中放入第一介质，通过所述激光发射装置发射所述激光光束，通过所述处理装置得到与所述第一介质对应所述第一激光光束的光强或相位；

向所述微流体通道中放入第二介质，通过所述激光发射装置发射所述激光光束，通过所述处理装置得到与所述第二介质对应的所述第一激光光束的光强或相位；

基于所述第一介质对应所述第一激光光束的光强或相位和所述第二介质对应的所述第一激光光束的光强或相位以及所述第一介质的折射率和所述第二介质折射率之差，计算得到所述折射率传感装置的灵敏度。

本申请涉及一种折射率传感装置及测量方法，当所述第一激光光束经过差分移频，回到所述激光器并与所述激光器内的原光场发生干涉效应，调制所述激光器的输出功率得到调制光束。该过程会存在一个10⁶量级的增益放大，使微弱的回馈信号也能拥有足够的调制深度，依然可用于测量，这便是微片激光器移频光回馈具有高灵敏度的原因。因此便于精确地从调制光束中检测所述第一激光光束的光强或相位，而通过所述第一激光光束的光强或相位变化可以反应所述待测介质折射率变化，因而可以提高所述折射率传感装置对待测介质折射率变化测量的灵敏度和分辨率。

附图说明

图1为本申请一个实施例提供的折射率传感装置示意图；

图2为本申请一个实施例提供的折射率传感装置示意图；

图3为本申请一个实施例提供的折射率传感装置示意图；

图4为本申请一个实施例提供的折射率传感装置示意图；

图5为本申请一个实施例提供的折射率传感装置示意图；

图6为本申请一个实施例提供的折射率传感装置光路示意图；

附图标记说明：

折射率传感装置10

激光发射装置100

第一声光移频器110

棱镜120

反射表面121

材料层130

微流体通道140

偏振分光镜150

第二声光移频器160

第三声光移频器170

第一反射镜180

第二反射镜190

处理装置200

分光镜210

准直装置220

四分之一波片230

第三反射镜240

第四反射镜250

光电探测器260

信号处理单元270

数据处理单元280

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参见图1，本申请实施例提供一种折射率传感装置10。所述折射率传感装置包括激光发射装置100、第一声光移频器110、棱镜120、材料层130、微流体通道140、第二声光移频器160、第一反射镜180、和处理装置200。所述激光发射装置100用于发射激光光束。所述第一声光移频器110用于将所述激光光束移频。所述棱镜120与所述第一声光移频器110间隔设置。所述棱镜120包括反射表面121。所述材料层130和微流体通道140依次置于所述反射表面121。所述微流体通道140用于储存待测介质。所述激光光束射入所述棱镜120在所述反射表面121全反射，并在所述反射表面121与所述材料层130发生表面等离子共振。所述第二声光移频器160与所述棱镜120间隔设置。所述第二声光移频器160用于射出所述棱镜120的激光光束移频，所述第一声光移频器110和所述第二声光移频器160差分移频。所述第一反射镜180与所述第二声光移频器160间隔设置，用于使经过所述第二声光移频器160射出的所述第一激光光束经原路径反射到所述激光发射装置100。所述第一激光光束与所述激光发射装置100内的原光场发生干涉效应，调制所述激光发射装置的输出功率，并通过所述激光发射装置100输出调制光束。所述处理装置200用于通过所调制光束得到所述待测介质的折射率信息。

所述激光发射装置100可以用于输出单纵模、线偏振、基横模的所述激光束。在该模式下，所述激光器可以具有良好回馈效果。所述第一声光移频器110可以为电光调制器、声光调制器或者光栅。所述激光束经过所述第一声光移频器110移频后可以进入所述棱镜120。所述棱镜120可以为直角棱镜或者半球棱镜。所述直角棱镜的斜面或所述半球棱镜的平面可以为所述反射表面121。所述材料层130可以贴合于所述反射表面121。所述材料层130可以为二维材料或者金属材料。

所述微流体通道140可以为一聚二甲基硅氧烷(pdms)微流体通道140。所述待测介质可以设置于所述微流体通道140中。可以理解，所述微流体通道140的形状可以不限。所述微流体通道140中部可以具有空腔。所述空腔可以用于储存所述待测介质。

在一个实施例中，所述微流体通道140的周围可以与所述棱镜120贴合。所述微流体通道140的表面还可以设置有两个小孔。所述小孔可以与所述空腔连通。所述两个小孔可以分别用于接入细软管。开始时所述空腔内可以储存一种介质。当需要更换介质时，可以通过注射器将另一种介质从一个所述小孔进入到所述空腔，同时把所述空腔中原有介质从另外一个所述小孔排出。因此可以完成替换介质的工作。通过所述聚二甲基硅氧烷(pdms)微流体通道140能存储待测介质，便于较快更换待测介质种类、浓度等，方便对折射率变化测量。

当所述激光束射到所述反射表面121后，所述激光束在所述反射表面121与所述材料层130之间发生表面等离子体共振。所述激光束的p偏振态受待测介质折射率变化影响较大，所述激光束的s偏振态受待测介质折射率变化影响较小。

在一个实施例中，所述材料层130包括二维材料或者金属材料。所述二维材料可以包括石墨烯、黑磷、过渡金属硫化物等。所述金属材料可以包括金、银、铝等。

所述入射光由光密介质入射到光疏介质发生全反射时，入射光并非立即反射回光密介质，而是进入到光疏介质，形成倏逝波。

这里以材料层130为石墨烯薄膜材料层说明：

根据麦克斯韦方程组，当两种介质之间存在几十纳米厚度的石墨烯薄膜时，p偏振态的激光与所述石墨烯薄膜材料层中的自由电子相互作用产生表面等离子体波(surfaceplasmonwave,spw)，从而在石墨烯薄膜材料层激发spr，其传播常数取决于周围介质的折射率。s偏振态的激光无法与石墨烯薄膜材料层中的自由电子相互作用产生spw，从而不能在石墨烯薄膜材料层激发spr。因此，当所述待测介质的折射率发生变化时，引起表面等离子体传播常数发生变化，从而引起与其发生共振的所述激光光束的强度或相位发生变化。因此可以通过检测光束的光强变化或相位变化来实现对介质折射率的检测。

所述第一声光移频器110的驱动频率可以是ω1，所述第二声光移频器160的驱动频率可以是ω2，其中，|ω1-ω2|＝ω1。因此所述第一声光移频器110和所述第二声光移频器160差分移频。

可以理解，若所述第一声光移频器110选择+1级，那么所述第一个声光移频器的移频量就是正的。这时，所述第二个声光移频器选择-1级，使得第二个声光移频器的移频量为负的。因此激光来回一次一正一负就可以实现差分移频。

同理也可以设置一个声光移频器选择-1级，那么第一个声光移频器的移频量就是负的。这时，我们就必须让第二个声光移频器选择+1级，使得第二个声光移频器的移频量为正的，这样也能够实现一正一负的差动移频。

在一个实施例中，当所述激光束经过所述第一声光移频器110时，所述激光束被分为0级衍射光和+1(或-1)级衍射光。0级衍射光即为该级次对应的激光没有发生衍射，即频率没有被调制或者说移动。+1级衍射光指的是衍射级次为+1级，对应的频率为激光原始频率加上声光移频器驱动频率。这里的-1指的是衍射级次为-1级，对应的频率为激光原始频率减去声光移频器驱动频率。其中，所述激光束的原始频率可以为ω。+1级衍射光对应的频率为ω+ω1。-1级衍射光对应的频率为ω-ω1。

其中，所述第一激光光束经过所述第二声光移频器160被分开为0级衍射光和-1(或+1)级衍射光。其中，0级衍射光对应的频率为ω+ω1(或ω-ω1)。-1级衍射光对应的频率为ω+ω1-ω2，+1级衍射光对应的频率为ω-ω1+ω2。使频率为ω+ω1-ω2或ω-ω1+ω2分别对应的-1或+1级衍射光作为所述第一激光光束i1。所述第一激光光束经过所述第一反射镜180反射后沿着原路径返回到所述激光器内，与激光器内的原光场发生干涉，调制激光器的输出功率。在该过程中，所述第一激光光束i1来回一次被所述第一声光移频器110和所述第二声光移频器160移频2|ω1-ω2|＝2ω1。

所述第一激光光束使所述激光发射装置的输出功率调制公式为：

其中，i为所述激光发射装置的稳态输出功率，g为激光器对回馈光的增益放大系数，与光束移频量相关，数值可达10⁶；t为时间，κ为光的回馈系数，为返回光场与输出光场振幅之比；φp为信号的固定相位偏移；φ1为所述第一激光光束对应的外腔回馈相位。

所述激光发射装置的弛豫振荡频率在mhz量级，当移频频率和弛豫振荡频率接近时，所述放大系数可以达到10⁶量级。因此移频频率可以设置在mhz量级。声光移频器的射频信号频率一般在几十mhz～1ghz之间，无法达到理想效果。因此，需要采用两个声光移频器做差分移频来实现移频频率。通过调节衍射级次，可以使得移频频率为两个声光移频器的差值频率。

在一个实施例中，若对放大系数的量级要求不高，可以适当选择数值较小的放大系数，采用一个声光移频器进行移频，不需要第二声光移频器。

本申请实施例提供的所述折射率传感装置，当所述激光光束经过差分移频，回到所述激光器并与所述激光器内的原光场发生干涉，调制所述激光器的输出功率得到调制光束。该过程会存在一个10⁶量级的增益放大，使微弱的回馈信号也能拥有足够的调制深度，依然可用于测量，这便是微片激光器移频光回馈具有高灵敏度的原因。因此便于精确地从调制光束中检测所述激光光束的光强或相位，而通过所述激光光束的光强变化或相位变化可以反应所述待测介质折射率变化，因而可以提高对待测介质折射率变化测量的灵敏度和分辨率。

在一个实施例中，所述折射率传感装置10还包括偏振分光镜150、第三声光移频器170和第二反射镜190。所述偏振分光镜150与所述棱镜120和所述第二声光移频器160间隔设置。所述偏振分光镜150用于将射出所述棱镜120的激光光束分为所述第一激光光束和第二激光光束。所述第三声光移频器170与所述偏振分光镜150间隔设置。所述第三声光移频器170用于对所述第二激光光束移频，所述第一声光移频器110和所述第三声光移频器170差分移频。所述第二反射镜190与所述第三声光移频器170间隔设置。所述第二反射镜190用于使经过所述第三声光移频器170射出的所述第二激光光束经原路径反射到所述激光发射装置100。所述第一激光光束和所述第二激光光束与所述激光发射装置100内的原光场发生干涉效应，调制所述激光发射装置的输出功率，并通过所述激光发射装置100输出调制光束。

经过所述偏振分光镜150后分为所述第一激光光束和第二激光光束。所述第一激光光束可以为p偏振光。所述第二激光光束可以为s偏振光。根据麦克斯韦方程组，p偏振态的激光能在所述材料层130激发spr，其传播常数受待测介质折射率变化影响较大。s偏振态的激光不能在所述材料层130激发spr，其传播常数受待测介质折射率变化影响较小甚至没有影响。将所述第一激光束和所述第二激光束的数据做差，可以减去环境变化等扰动，使得系统的抗干扰能力和稳定性更好。

在一个实施例中，所述第三声光移频器170的驱动频率可以是ω3。其中，|ω1-ω3|＝ω2，所述第一声光移频器110和所述第三声光移频器170差分移频。

在一个实施例中，+1或-1级衍射光经过所述棱镜120后经过所述偏振分光镜150，所述偏振分光镜150将所述激光光束分为第一激光光束和第二激光光束。所述第一激光光束为p偏振光，即线偏振光。所述第二激光光束为s偏振光，也是线偏振光。所述第一激光光束和所述第二激光光束的偏振态相互垂直。

请参见图5，在一个实施例中，所述第二激光光束经过所述第三声光移频器170后被分开为0级衍射光和-1(或+1)级衍射光。其中，所述0级衍射光对应的频率为ω+ω1(或ω-ω1)。-1级衍射光对应的频率为ω+ω1-ω3，+1级衍射光对应的频率为ω-ω1+ω3。然后使得使频率为ω+ω1-ω3或ω-ω1+ω3分别对应的-1或+1级衍射光作为所述第二激光光束i2。所述第二激光光束在所述第二反射镜190发生反射后沿着原路径返回到所述激光器内，与激光器内的原光场发生干涉，调制激光器的输出功率。在该过程中，所述第二激光光束i2来回一次被所述第一声光移频器110和所述第三声光移频器170移频2|ω1-ω3|＝2ω2。

在一个实施例中，所述第二激光光束使所述激光发射装置的输出功率调制公式为：

其中，i为所述激光发射装置的稳态输出功率，g为激光器对回馈光的增益放大系数，与光束移频量相关，数值可达10⁶；t为时间，κ为光的回馈系数，为返回光场与输出光场振幅之比；φs为信号的固定相位偏移；φ2为所述第二激光光束对应的外腔回馈相位。

请参见图3，在一个实施例中，所述折射率传感装置还包括分光镜210。所述分光镜210设置于所述激光发射装置和所述第一声光移频器110之间。所述分光镜210用于将所述激光发射装置射出的调制光束反射到所述处理装置200。所述分光镜210的位置可以根据实际光路摆放进行设置，可以理解，从所述激光发射装置射出的激光光束也可以通过所述分光镜210射入到所述第一声光移频器110。

请参见图4，在一个实施例中，所述折射率传感装置还包括准直装置220。所述准直装置220设置于所述激光发射装置和所述分光镜210之间，用于将从所述激光发射装置射出的激光准直。所述准直装置220可以为透镜。

在一个实施例中，所述折射率传感装置还包括四分之一波片230。所述四分之一波片230设置于所述第一声光移频器110和所述棱镜120之间。所述四分之一波片230用于将从第一声光移频器110射出的所述激光光束由偏振态从线偏振变为圆偏振。

在一个实施例中，所述激光发射装置100本身可以输出正交偏振激光，此时可以省去所述四分之一波片。

在一个实施例中，所述折射率传感装置还包括第三反射镜240。所述第三反射镜240设置于所述四分之一波片230和所述棱镜120之间。所述第三反射镜240用于将从所述四分之一波片230射出的所述激光光束反射至所述棱镜120。所述激光光束可以从所述棱镜120的直角边射入所述棱镜120。

在一个实施例中，所述折射率传感装置还包括第四反射镜250。所述第四反射镜250设置于所述偏振分光镜150和所述棱镜120之间。所述第四反射镜250用于将从所述棱镜120射出的所述激光光束反射至所述偏振分光镜150。

在一个实施例中，所述材料层130为石墨烯或者黑磷。所述石墨烯和所述黑鳞与所述激光束的共振效果更好。

在一个实施例中，所述棱镜120为等腰直角棱镜或半球棱镜，所述反射表面121为所述等腰直角棱镜的斜面或所述半球棱镜的平面。当所述棱镜120为等腰直角棱镜时，所述激光束射入所述棱镜120时可以与所述等腰直角棱镜的直角边垂直。所述激光束射出所述棱镜120时也可以与所述等腰直角棱镜的直角边垂直。

可以理解，所述棱镜的类型可以根据需要设置。只要能够起到全反射的目的即可。所述激光束射入的角度也可以根据系统的分辨率调节。只要使得激光光束能以接近全反射临界角的角度入射到棱镜斜面即可。

在一个实施例中，所述微流体通道140为聚二甲基硅氧烷材料。

请参见图5，在一个实施例中，所述处理装置200包括光电探测器260、信号处理单元270和数据处理单元280。所述光电探测器260用于接收所述调制光束并将光信号转换为电信号。所述信号处理单元270与所述光电探测器260连接用于对电信号解调。通过所述信号处理单元270可以将调制放大后的所述第一激光光束的光强或相位和所述第二激光光束的光强或相位解调出来。所述数据处理单元280与所述信号处理单元270连接。所述数据处理单元280用于实时显示待测介质折射率变化所对应的光强强度变化或相位变化，并计算系统分辨率和灵敏度。根据所述光强强度变化或所述相位变化和所述待测介质折射率变化即可得到所述折射率传感装置的灵敏度和分辨率。

在一个实施例中，可以通过以下方法测量计算所述折射率传感装置的灵敏度。

向所述微流体通道140中放入第一介质，通过所述激光发射装置发射所述激光光束，通过所述处理装置200得到与所述第一介质对应所述激光光束的光强或相位；

向所述微流体通道140中放入第二介质，通过所述激光发射装置发射所述激光光束，通过所述处理装置200得到与所述第二介质对应的所述激光光束的光强或相位；

基于所述第一介质对应所述激光光束的光强或相位、所述第二介质对应的所述激光光束的光强或相位、以及所述第一介质的折射率和所述第二介质折射率之差，计算得到所述折射率传感装置的灵敏度。

在所述微流体通道140中分别放入已知折射率大小的所述第一介质和所述第二介质，所述第一介质和所述第二介质可以为液体或气体。

当所述微流体通道140中放入第一介质时，通过所述激光发射装置发射所述激光光束，经过所述折射率传感装置10中的光路后得到所述激光光束。其中所述激光光束来回被所述第一声光移频器110和所述第二声光移频器160移频2ω1。

同理，在所述微流体通道140中放入第二介质时，通过所述激光发射装置10发射所述激光光束。经过所述折射率传感装置中的光路后得到所述激光光束。其中所述激光光束来回被所述第一声光移频器110和所述第二声光移频器160移频2ω1。

其中，所述第一介质和所述第二介质的折射率之差为δn。所述微流体通道140中放入第一介质时对应的激光光束的光强和所述微流体通道140中放入第二介质时对应的激光光束的光强的差值为δi1或对应的相位的差值为δφ1。

因此，可以求得所述折射率传感装置的灵敏度为：

其中，公式(1)为强度灵敏度，公式(2)为相位灵敏度。

进一步地，所述折射率传感装置的强度分辨率：其中，vn为所述激光发射装置的静态强度抖动，s1为折射率传感装置的强度灵敏度。

进一步地，所述折射率传感装置的相位分辨率：

其中，φn为所述激光发射装置的静态相位抖动，s2为折射率传感装置的相位灵敏度。

在一个实施例中，可以通过以下方法测量计算所述折射率传感装置的灵敏度。

向所述微流体通道140中放入第一介质，通过所述激光发射装置发射所述激光光束，通过所述处理装置200得到与所述第一介质对应所述第一激光光束的光强或相位和所述第二激光光束的光强或相位；

向所述微流体通道140中放入第二介质，通过所述激光发射装置发射所述激光光束，通过所述处理装置200得到与所述第二介质对应的所述第一激光光束的光强或相位和所述第二激光光束的光强或相位；

基于所述第一介质对应所述第一激光光束的光强或相位和所述第二激光光束的光强或相位、所述第二介质对应的所述第一激光光束的光强或相位和所述第二激光光束的光强或相位、以及所述第一介质的折射率和所述第二介质折射率之差，计算得到所述折射率传感装置的灵敏度。

在所述微流体通道140中分别放入已知折射率大小的所述第一介质和所述第二介质，所述第一介质和所述第二介质可以为液体或气体。

当所述微流体通道140中放入第一介质时，通过所述激光发射装置发射所述激光光束，经过所述折射率传感装置10中的光路后得到所述第一激光光束和所述第二激光光束。其中所述第一激光光束来回被所述第一声光移频器110和所述第二声光移频器160移频2ω1。所述第二激光光束来回被所述第一声光移频器110和所述第三声光移频器170移频2ω2。

同理，在所述微流体通道140中放入第二介质时，通过所述激光发射装置10发射所述激光光束。经过所述折射率传感装置中的光路后得到所述第一激光光束和所述第二激光光束。其中所述第一激光光束来回被所述第一声光移频器110和所述第二声光移频器160移频2ω1。所述第二激光光束来回被所述第一声光移频器110和所述第三声光移频器170移频2ω2。

其中，所述第一介质和所述第二介质的折射率之差为δn。所述微流体通道140中放入第一介质时对应的第一激光光束的光强和所述微流体通道140中放入第二介质时对应的第一激光光束的光强的差值为δi1或对应的相位的差值为δφ1。所述微流体通道140中放入第一介质时对应的第二激光光束的光强和所述微流体通道140中放入第二介质时对应的第二激光光束的光强的差值为δi2或对应的相位的差值为δφ2。

因此，可以求得所述折射率传感装置的灵敏度为：

其中，公式(1)为强度灵敏度，公式(2)为相位灵敏度。

进一步地，所述折射率传感装置的强度分辨率：其中，vn为所述激光发射装置的静态强度抖动，s1为折射率传感装置的强度灵敏度。

进一步地，所述折射率传感装置的相位分辨率：

其中，φn为所述激光发射装置的静态相位抖动，s2为折射率传感装置的相位灵敏度。

可以理解，利用所述折射率传感装置可以定性测量待测介质的折射率的变化。即可以测量所述待测介质的变化趋势，并且具有较高的灵敏度。

将所述第一激光束和所述第二激光束的数据做差，可以减去环境变化等扰动，使得系统的抗干扰能力和稳定性更好。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为本专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。