基于导模共振效应的液体浓度光学检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种检测光学检测装置，特别涉及一种基于导模共振效应的液体 浓度光学检测装置。
【背景技术】
[0002] 随着科学技术和工业的发展，光学检测技术在生物医学工程，信息科学，精密仪器 等领域发挥着越来越重要的作用。光学检测方法由于其非接触、高效率、高准确度和易于实 现自动化的特点，成为近年来测量技术研究的热点。光学检测技术的进步，同时也推动了生 物医学的进步。
[0003] 折射率、浓度是表征液体的一项重要的参数指标。随着科学技术的进步，对折射率 和浓度的精度要求也越来越高。
【发明内容】
[0004] 本实用新型是针对光学检测中液体厚度发生微小变化即对测试造成巨大影响的 问题，提出了一种基于导模共振效应的液体浓度光学检测装置，由于装置中所用的光谱仪 分辨率为0. 02nm，因此在测量浓度相近，以及折射率变化微小的液体时，能够得到更为精确 的数值，操作方便，检测简单。
[0005] 本实用新型的技术方案为：一种基于导模共振效应的液体浓度光学检测装置，包 括光源、微流腔和光谱分析仪，光源产生的入射光垂直照射至注有待测液体的微流腔上表 面，经过此微流腔，光谱分析仪接收微流腔底部垂直出射光，微流腔从上到下依次包括玻璃 片、热熔胶腔体、具有导模共振效应的滤光片，热熔胶腔体中间为空腔，四周热熔胶被玻璃 片和滤光片压合，空腔中注入待测液体。
[0006] 所述具有导模共振效应的滤光片为具有波导层、光栅层和基底层结构的导模共振 滤光片。
[0007] 所述光谱分析仪选择分辨率为0. 02nm的光谱分析仪。
[0008] 所述空腔厚度为微纳米数量级。
[0009] 本实用新型的有益效果在于：本实用新型基于导模共振效应的液体浓度光学检测 装置，通过本装置可采集不同浓度待测液体共振峰的变化，从而分析液体不同的浓度关系。 本装置使用操作简单，分析速度快，由于使用的微流腔器件相同，可以大大减小液体厚度不 同以及测试点不同所带来的测试误差，大幅度地提高了检测精度和效率。由于此实验中所 用的光谱仪分辨率为0. 02nm，因此在测量浓度相近，以及折射率变化微小的液体时，能够得 到更为精确的数值，操作方便，检测简单。
【附图说明】
[0010] 图1为本实用新型基于导模共振效应的液体浓度光学检测装置原理示意图；
[0011] 图2为本实用新型基于导模共振效应微流腔结构的侧面示意图。
【具体实施方式】
[0012] 如图1所示基于导模共振效应的液体浓度光学检测装置结构示意图，入射光由光 源1产生，垂直照射至微流腔2表面，经过此微流腔，垂直出射光被光谱分析仪3接收。如 图2所示基于导模共振效应微流腔结构的侧面示意图，在基底21上制作具有导模共振效应 的微结构22 (具有波导层、光栅层和基底层结构的导模共振滤光片)，在微结构22和玻璃片 25之间覆盖一个中心裁剪掉的热熔胶23,加热，形成一个外部密封的腔体24,制成如图1所 示实施例中的微流腔2。通过在微流腔2的腔体24注入不同浓度的液体进行测量。
[0013] 所述制成的微流腔的腔体厚度可在制作过程进行调整。微流腔的腔体厚度可通过 不同方法进行调节，厚度一般在微纳米数量级，所需测试液体用量小。所用的光谱仪分辨 率为0. 02nm，因此在测量浓度相近，以及折射率变化微小的液体时，能够得到更为精确的数 值，
[0014] 先将去离子水注入微流腔，记录光谱曲线。再将不同浓度的待测液体，依次注入基 于导模共振效应的滤波片所制作的微流腔2,分别记录光谱曲线。通过分析对比不同浓度待 测液体共振峰的位置及效率变化，从而分析液体的不同浓度大小。不同浓度的甘油溶液测 试结果如下：
[0015]
[0016] 结果显示，随着甘油溶液浓度的上升，共振峰向右移动，效率下降，使用本实用新 型装置可以非常方便地分辨并检测出液体的浓度。
[0017] 本实用新型提供一种基于导模共振效应的液体浓度的光学检测装置，特别是在测 量浓度相近，以及折射率变化微小的液体时，能够得到更为精确的数值，操作方便，检测简 单。
[0018] 此装置也可用于测量不同浓度以及不同折射率的其他液体等。通过这种光学检 测，可以更精确地检测液体的浓度变化。
【主权项】
1. 一种基于导模共振效应的液体浓度光学检测装置，其特征在于，包括光源、微流腔和 光谱分析仪，光源产生的入射光垂直照射至注有待测液体的微流腔上表面，经过此微流腔， 光谱分析仪接收微流腔底部垂直出射光，微流腔从上到下依次包括玻璃片、热熔胶腔体、具 有导模共振效应的滤光片，热熔胶腔体中间为空腔，四周热熔胶被玻璃片和滤光片压合，空 腔中注入待测液体。2. 根据权利要求1所述基于导模共振效应的液体浓度光学检测装置，其特征在于，所 述具有导模共振效应的滤光片为具有波导层、光栅层和基底层结构的导模共振滤光片。3. 根据权利要求1所述基于导模共振效应的液体浓度光学检测装置，其特征在于，所 述光谱分析仪选择分辨率为0. 02nm的光谱分析仪。4. 根据权利要求3所述基于导模共振效应的液体浓度光学检测装置，其特征在于，所 述空腔厚度为微纳米数量级。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于导模共振效应的液体浓度光学检测装置，包括光源、微流腔和光谱分析仪，光源产生的入射光垂直照射至注有待测液体的微流腔上表面，经过此微流腔，光谱分析仪接收微流腔底部垂直出射光，微流腔从上到下依次包括玻璃片、热熔胶腔体、具有导模共振效应的滤光片，热熔胶腔体中间为空腔，四周热熔胶被玻璃片和滤光片压合，空腔中注入待测液体。由于使用的微流腔器件相同，可以大大减小液体厚度不同以及测试点不同所带来的测试误差，大幅度地提高了检测精度和效率。由于此实验中所用的光谱仪分辨率为0.02nm，因此在测量浓度相近，以及折射率变化微小的液体时，能够得到更为精确的数值，操作方便，检测简单。
【IPC分类】G01N21/41, G01N21/25
【公开号】CN204740204
【申请号】CN201520474786
【发明人】王建宇, 王 琦, 李业, 黄甜, 张大伟, 黄元申
【申请人】上海理工大学
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年6月30日