CN109632657A - 光谱检测装置 - Google Patents

光谱检测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109632657A
CN109632657A CN201910141077.3A CN201910141077A CN109632657A CN 109632657 A CN109632657 A CN 109632657A CN 201910141077 A CN201910141077 A CN 201910141077A CN 109632657 A CN109632657 A CN 109632657A
Authority
CN
China
Prior art keywords
waveguide
module
detection device
flat plate
spectrum detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910141077.3A
Other languages
English (en)
Inventor
田依杉
孟宪芹
王维
梁蓬霞
孟宪东
薛高磊
郭宇娇
刘佩琳
王方舟
凌秋雨
闫萌
陈小川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BOE Technology Group Co Ltd
Original Assignee
BOE Technology Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BOE Technology Group Co Ltd filed Critical BOE Technology Group Co Ltd
Priority to CN201910141077.3A priority Critical patent/CN109632657A/zh
Publication of CN109632657A publication Critical patent/CN109632657A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N2021/0106—General arrangement of respective parts
    • G01N2021/0112—Apparatus in one mechanical, optical or electronic block

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

本发明公开了一种光谱检测装置，所述光谱检测装置包括：光源模块，用于提供光源；与光源模块相连的分光模块，用于将光源分为多个具有不同波长的光束，其中，分光模块由阵列波导光栅构成；与分光模块相连的微流通道模块，其中，微流通道模块具有用于传输多个光束的多个微流通道；以及多个传感模块，多个传感模块分别用于检测多个光束。本发明实施例的光谱检测装置，体积小、集成化高、携带轻便，且易于操作。

Description

光谱检测装置
技术领域
本发明涉及光谱检测技术领域，特别涉及一种光谱检测装置。
背景技术
现如今食品安全和环境卫生等关系到人类健康的领域受到越来越多的关注，而光谱检测技术作为检测物质特性、判断物质类别的重要手段，也渗透进人们生活的方方面面。
相关技术中，微流光谱检测系统的核心为光谱分光系统，其中，根据分光原理的不同，光谱分光系统可分为色散式和调制式，其中，调制式主要是傅里叶变换系统，色散式又可分为棱镜色散系统和光栅色散系统。在色散型的光谱分光系统中，棱镜的色散率低，分光能力较差，无法达到高分辨率的要求，而光栅色散可以做到在宽光谱范围内的精确分光，光栅色散系统包括反射式系统和透射式系统，反射式系统中最常用的结构为Czerny-Turner结构如图1(a)所示，使用单个体全息光栅的透射式结构如图1(b)所示。
然而，相关技术中的光栅色散系统入射光和出射光存在一定的夹角，属于离轴系统，体积大，装调困难，稳定性差，另外，全息光栅或者布拉格光栅等加工难度大、成本较高。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种体积小、集成化高、携带轻便，且易于操作的光谱检测装置。
为达到上述目的，本发明实施例提出了一种光谱检测装置，包括：光源模块，用于提供光源；与所述光源模块相连的分光模块，用于将所述光源分为多个具有不同波长的光束，其中，所述分光模块由阵列波导光栅构成；与所述分光模块相连的微流通道模块，其中，所述微流通道模块具有用于传输所述多个光束的多个微流通道；以及多个传感模块，所述多个传感模块分别用于检测所述多个光束。
本发明实施例的光谱检测装置，通过光源模块提供光源，并通过与光源模块相连的分光模块中的阵列波导光栅将光源分为多个具有不同波长的光束，以及通过与分光模块相连的微流通道模块中的多个微流通道，分别将多个光束传输至对应的传感模块，以通过多个传感模块分别检测多个光束。由此，该光谱检测装置，具有体积小、集成化高、携带轻便和易于操作等优点。
另外，根据本发明上述实施例提出的光谱检测装置还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一个实施例中，所述分光模块包括：输入光波导，所述输入光波导与所述光源模块相连；与所述输入光波导相连的输入凹聚焦平板波导；与所述输入凹聚焦平板波导相连的阵列波导；与所述阵列波导相连的输出凹聚焦平板波导；以及与所述输出凹聚焦平板波导相连的多个输出光波导。
在本发明的一个实施例中，所述阵列波导为弯曲阵列波导。
在本发明的一个实施例中，所述输入凹聚焦平板波导的端口和所述输出凹聚焦平板波导的端口对称分布在直径为第一直径的罗兰圆上。
在本发明的一个实施例中，上述光谱检测装置还包括：基板，其中，所述输入光波导、所述输入凹聚焦平板波导、所述输出凹聚焦平板波导、所述多个输出光波导以及所述阵列波导位于所述基板之上。
在本发明的一个实施例中，所述阵列波导以等间距分布在直径为第二直径的光栅圆上，其中，所述第二直径为所述第一直径的2倍，且所述阵列波导的中心位于所述光栅圆和所述罗兰圆的切点处。
在本发明的一个实施例中，所述分光模块为多个，且所述多个分光模块相互并联。
在本发明的一个实施例中，所述光源模块、所述分光模块、所述微流通道模块和所述多个传感模块位于所述基板之上。
在本发明的一个实施例中，所述基板为玻璃基板。
在本发明的一个实施例中，所述输入凹聚焦平板波导和所述输出凹聚焦平板波导的光栅被刻制于于凹球面之上。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1(a)是相关技术中反射式系统中的Czerny-Turner结构示意图；
图1(b)是相关技术中使用单个体全息光栅的透射式结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的光谱检测装置的方框示意图；
图3是根据本发明一个具体实施例的光谱检测装置的基本器件结构示意图；
图4是根据本发明另一个实施例的光谱检测装置的方框示意图；
图5是根据本发明又一个实施例的光谱检测装置的方框示意图；
图6是根据本发明另一个具体实施例的光谱检测装置的基本器件结构示意图；
图7是根据本发明一个具体实施例的阵列波导光栅结构示意图；
图8是根据本发明一个具体实施例的凹面反射式光栅和罗兰圆结构示意图；
图9是根据本发明一个具体实施例的阵列波导光栅色散原理示意图；
图10是根据本发明一个具体实施例的多个阵列波导光栅并联实现宽光谱范围色散示意图；
图11(a)是根据本发明一个具体实施例的矩形波导的结构示意图；
图11(b)是根据本发明一个具体实施例的平板波导的结构示意图；
图12是根据本发明一个具体实施例的中心通道插入损耗与材料折射率差的关系示意图；
图13是根据本发明一个具体实施例的器件的最小线宽与材料折射率差的关系示意图；
图14是根据本发明一个具体实施例的阵列波导光栅输出光场的透射率曲线的示意图；
图15是根据本发明一个具体实施例的阵列波导光栅的结构示意图；以及
图16是根据本发明一个具体实施例的阵列波导光栅的加工流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图来描述本发明实施例的光谱检测装置。
图2是根据本发明一个实施例的光谱检测装置的方框示意图。
如图2所示，本发明实施例的光谱检测装置，包括：光源模块100、分光模块200、微流通道模块300和多个传感模块400。
其中，光源模块100用于提供光源。分光模块200与光源模块100相连，用于将光源分为多个具有不同波长的光束，其中，分光模块200由阵列波导光栅AWG(ArrayedWaveguide Grating，阵列波导光栅)构成。微流通道模块300与分光模块200相连，其中，微流通道模块300具有用于传输多个光束的多个微流通道。多个传感模块400，多个传感模块400分别用于检测多个光束。
具体地，如图3所示，在应用上述的光谱检测装置对待测物进行检测的过程中，光源模块100(图3中未示出)可发出特定波段的光经入射光纤耦合进入分光模块200，再经分光模块200中的阵列波导光栅色散分成不同波长的多个光束，进入微流通道模块300中相应的微流通道，并与其中的待测物发生物理或者化学反应，携带待测物信息的光信号可被与多个微流通道分别对应相连的传感模块400探知，并对其进行检测。应说明的是，该实施例中的待测物可为食品、工业器件、细菌等等。
需要说明的是，该实施例中的光谱检测装置可利用阵列波导光栅波长分辨率高和体积小集成化的特点，将其作为微流光谱检测的分光元件，与微流通道和传感模块集成在一起，从而使光谱检测装置具有体积小、集成化高，携带轻便和操作简单等优点。
在本发明的实施例中，如图4所示，本发明实施例的光谱检测装置还可包括数据分析显示模块500，数据分析显示模块500可与多个传感模块400相连，用于接收多个传感模块400发送的检测数据，通过对标和分析，输出微流信息。
进一步地，如图5所示，分光模块200可包括：输入光波导210、输入凹聚焦平板波导220、阵列波导230、输出凹聚焦平板波导240和多个输出光波导250。
其中，输入光波导210与光源模块100相连，输入凹聚焦平板波导220与输入光波导210相连，阵列波导230与输入凹聚焦平板波导220相连，输出凹聚焦平板波导240与阵列波导230相连，多个输出光波导250与输出凹聚焦平板波导240相连。其中，阵列波导230可为弯曲阵列波导。
如图6所示，上述光谱检测装置还可包括基板10，其中，输入光波导210、输入凹聚焦平板波导220、输出凹聚焦平板波导240、多个输出光波导250以及阵列波导230位于基板10之上。其中。基板可为玻璃基板
具体而言，如图6所示，基板10可选用平整度和稳定性好，易于涂胶的材料，首选玻璃基板，也可以用硅或聚酯化合物，对基板10的厚度这里不作特殊要求。其中，光源模块100、分光模块200、微流通道模块300和多个传感模块400均可位于基板10之上，从而使本发明的光谱检测装置，具有体积小、集成化高，携带轻便和操作简单等优点。
光源模块100(即，入射光源)可包括LED(Light Emitting Diode，发光二极管)、micro-LED或者激光二极管，其光谱辐射宽度与设计的器件参数相吻合，光源需与光纤耦合才能将光导入到光波导，耦合方式可以采用直接耦合、自聚焦透镜耦合、球透镜耦合、平凸透镜耦合或组合透镜耦合方式等，本发明对光源耦合方式不作要求。应说明的是，上述的输入光波导210、阵列波导230和多个输出光波导250均可为一种光波导。
需要说明的是，该实施例中所描述的光波导要求在所设计的可见光波段内芯包层材料的透过率越高越好，材料损耗越小越好。且材料折射率尽量不随温度变化，偏振不灵敏，性能稳定，满足曝光的加工要求。波导尺寸和芯包层折射率参数的选择要满足特定波长的光单模传输的需求，还要考虑到波导之间、波导与光纤的耦合效率问题，使耦合效率最高。
输入光波导210和多个输出光波导250均可为矩形波导，输入光波导210可为一条，与输入凹聚焦平板波导220的中心位置相连。输出光波导250的数量可根据所需要的分光光谱范围和分光步长来确定Nout＝FSR/Δλ，其位置分布根据具体设计确定，其中，Nout为输出光波导250的数量，FSR为AWG的色散范围，Δλ为相邻的输出光波导250之间的光波长差。
阵列波导230可为矩形波导，相邻波导有一定的长度差，使阵列波导230中传输的复合光信号产生与波长相关的不同相位差(不同的相位延迟)，从而在输出凹聚焦平板波导240的输出面产生干涉条纹输出。阵列波导230的间距与排布也可根据具体设计确定。
输入凹聚焦平板波导220和输出凹聚焦平板波导240可为对称结构，满足罗兰圆的规则，罗兰圆半径的大小需可根据需求进行进一步的计算。
微流通道模块300中具有用于传输多个光束的多个微流通道，其中，应说明的是，在微流控系统中流体需要在一定尺寸和结构的微通道中以一定的方式进行流动，以达到传热、传质和动量传输的目的。本发明的多个微流通道要与阵列波导光栅AWG的输出通道一一对应，尺寸不能大于AWG输出通道的间隔。依据实际的需求，一般在微流通道内壁涂覆疏或亲水膜层，使微流体在微流通道内根据实验需求流动或者短暂滞留，在此对微流通道内壁涂覆的膜层不做特殊要求。
多个传感模块400中的每个传感模块400中均可包括探测器(例如，光敏探测器)，且与相应的光线出口(即，微流通道模块300中多个微流通道的出口)一一对应，尽量紧密贴合，探测器的类型可以是CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)等，此处不做特殊要求。以CCD探测器为例，光谱的不同波长照射在线阵CCD的不同像元单位上，CCD将接收到的光信号转换成电信号输出到计算机，输出的光谱曲线和探测器像素上所接收到光线强度是对应关系，光谱分辨率为信道的波长间隔。
在本发明一个的实施例中，输入凹聚焦平板波导220的端口和输出凹聚焦平板波导240的端口可对称分布在直径为第一直径的罗兰圆上，且输入凹聚焦平板波导220和输出凹聚焦平板波导240的光栅可被刻制于凹球面之上，其中，第一直径可根据实际情况进行标定。
在本发明的另一个实施例中，阵列波导230可以等间距分布在直径为第二直径的光栅圆上，其中，第二直径为第一直径的2倍，且阵列波导240的中心位于光栅圆和罗兰圆的切点处。
具体而言，参见图7至10，其中，图7是分光模块200中的1*N通道的阵列波导光栅，它由1个输入光波导210、N个输出光波导250、自由传播区的输入凹聚焦平板波导220、输出凹聚焦平板波导240和规则排列的弯曲波导阵列构成。其中，输入凹聚焦平板波导220、输出凹聚焦平板波导240的位置和弯曲阵列波导位置满足罗兰规则，并集成在同一基板上，即输入凹聚焦平板波导220或输出凹聚焦平板波导240的端口设置在直径为Ra的罗兰圆上(其波导间距为dr)，并对称地分布在凹聚焦平板波导的入口处。而弯曲阵列波导的端口则以等间距da分布在直径为2Ra的光栅圆周上，并使阵列波导的中心位于光栅圆与罗兰圆的切点处，相邻阵列波导保持等长度△L。
类比凹面光栅，将光栅刻制在凹球面上的凹面光栅，它既能完成分光，又能完成聚焦作用其原理如图8所示，凹面光栅的曲率半径为R＝2r，罗兰圆的半径为r，可以通过几何关系得到：如果把一个点光源P1放在罗兰圆上，光栅衍射的聚焦点P2也在罗兰圆上。
当复合光信号被耦合到AWG的输入光波导210时，在罗兰圆周上，复用的光信号将在聚焦的输入凹聚焦平板波导220内产生衍射的高斯束，衍射的高斯束投射到阵列波导230的输入口。由于阵列波导230间任何两相邻波导都有着相等的长度差△L，这种结构将使阵列波导230中传输的复合光信号产生与波长相关的不同相位差(不同的相位延迟)，则每个给定波长的信号以不同的波前倾斜聚集在输出凹聚焦平板波导240的焦线上。如果通过设计正好把多个输出光波导250的端口定位在输出凹聚焦平板波导240焦线上，则不同波前倾斜的光信号便耦合到输出凹聚焦平板波导240的不同信道中。
另外，根据多光束干涉原理，AWG的光栅方程可表示为：
nc·ΔL+ns·da·sinθi＝mλi (1)
其中中，θi＝i·dr/Ra可为输出凹聚焦平板波导240的衍射角，Ra可为罗兰圆的半径，dr可为输出光波导250间距，ns和nc可分别是平板波导(输入凹聚焦平板波导220或输出凹聚焦平板波导240)和矩形波导(输入光波导210、阵列波导230或输出光波导250)的有效折射率；m为光栅的衍射级数；da为阵列波导230间距；λ是光信号波长；i是输出光波导250的数目，ΔL为阵列波导230间任何两相邻波导的长度差。
从上述公式(1)可见，相对传统的光栅，AWG的光栅方程多出了第二项，该项的作用是增大衍射级数和提高色散能力。对于中心波长λ0，光栅方程有如下表达形式：
nc·ΔL＝mλ0 (2)
AWG的色散范围FSR定义与衍射光栅相同，即刚好使长波成分的第m级主亮纹与短波成分的第(m+1)级主亮纹重叠的波长范围，有如下关系式：
FSR＝λ0/m (3)
由关系式(3)可知，若中心波长λ0一定，则自由光谱区范围FSR与衍射级次m成反比，要想获得更高的衍射效率，AWG的自由光谱区范围不宜过大，通过仿真其输出光场，得到自由光谱区范围为20nm-40nm为佳。
进一步而言，若需要较大的光谱范围，则在本发明的一个实施例中，分光模块200可为多个，且多个分光模块200相互并联，即可以采取多个AWG并联的方法，如图10所示。
下面详细描述本发明的光谱检测装置设计与参数选择：
光源模块100中包括光源器件(例如，LED、micro-LED或者激光二极管)，用以发出光源，其中，光源的光谱辐射宽度直接影响了衍射效率，且光源与光纤的耦合效率也很关键。首选THORLABS公司中心波长为470nm，半高全宽为20nm的光纤耦合LED。
光波导(例如，输入光波导210、阵列波导230或多个输出光波导250)，其中，上述的输入光波导210、多个输出光波导250和阵列波导230均可为矩形波导，其横截面如图11(a)所示，平板波导(例如，输入凹聚焦平板波导220或输出凹聚焦平板波导240)的横截面如图11(b)所示，其中，a和b可为矩形波导的宽和高，w可为平板波导的高，n1、n2、n3、n4和、n5均可为材料的光折射率。
其中，波导尺寸和芯包层折射率参数的选择要满足特定波长的光单模传输的需求，还要考虑到波导之间、波导与光纤的耦合效率问题。本发明可以接受所有满足上述条件的波导参数，首推a＝b＝w，n1＝n2＝n3＝n4＝n5的参数设计。
芯层与包层的折射率差Δn不能太大，Δn越大，满足光单模传输的波导尺寸越小，对加工精度的要求越高，Δn越大，波导的传输损耗越大，输出光场效果越差。以包层折射率为1.52，1*20的AWG为例，可以得到如图12和13的关系曲线。
其中，可以根据自身需求与可以提供的加工工艺选择合适的折射率差，本发明对波导芯包层折射率差不做特殊要求。理想的芯包层胶材折射率差越小越好，假设可以得到折射率差Δn＝0.0085的胶材，则可以设计器件参数如下：
表1阵列波导光栅AWG器件参数
下面详细描述阵列波导光栅AWG的分光效果仿真。
相关技术中，Rsoft软件是一个高度集成了计算机辅助设计和模拟仿真的专业软件，专门用来设计集成波导元件和光路。在BeamPROP AWG Design Utility模块下输入上述表1中的参数，仿真输出其光场，例如图14所示，分光明显且损耗很低，进一步验证了可行性。AWG器件尺寸为2.58*14.5mm，满足小型化的要求，且最小线宽为1.65um，加工难度不大。
下面详细描述阵列波导光栅AWG的器件结构加工方法：
阵列波导光栅AWG的器件结构参见图15，其中，阵列波导光栅AWG整个光学色散部分的加工步骤如图16所示：
Step.1玻璃基板清洗 涂覆下包层。
Step.2涂覆芯层。
Step.3沉积金属铝。
Step.4涂覆光敏光刻胶。
Step.5通过Mask曝光(Mask模版)波导阵列光栅和出、入光通道(波导线宽>500nm)到光敏聚合物上(如果阵列波导<500nm，需要用纳米压印制备(母板制备))。
Step.6通过光敏聚合物模版刻蚀Al(铝)和波导层去除光刻胶。
Step.7图形检测(光学检测SEM)取出Al(铝)层。
Step.8涂覆上包层，并烘干。
至此，光学部加工完成。本发明光谱检测装置其他部分的加工，在此不做详细说明。
由此可知，本发明实施例的光谱检测装置，体积小，集成化高，携带轻便，且操作简单，可以应用于工业检测、食品安全、细菌分类、环境监控等需要物质光谱检测的领域，尤其应用于要求样品消耗少、检测速度快、操作简单、检测系统体小便携的光谱检测领域。
综上，本发明实施例的光谱检测装置，通过光源模块提供光源，并通过与光源模块相连的分光模块中的阵列波导光栅将光源分为多个具有不同波长的光束，以及通过与分光模块相连的微流通道模块中的多个微流通道，分别将多个光束传输至对应的传感模块，以通过多个传感模块分别检测多个光束。由此，该光谱检测装置，具有体积小、集成化高、携带轻便和易于操作等优点。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，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。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种光谱检测装置，其特征在于，包括：
光源模块，用于提供光源；
与所述光源模块相连的分光模块，用于将所述光源分为多个具有不同波长的光束，其中，所述分光模块由阵列波导光栅构成；
与所述分光模块相连的微流通道模块，其中，所述微流通道模块具有用于传输所述多个光束的多个微流通道；以及
多个传感模块，所述多个传感模块分别用于检测所述多个光束。
2.如权利要求1所述的光谱检测装置，其特征在于，所述分光模块包括：
输入光波导，所述输入光波导与所述光源模块相连；
与所述输入光波导相连的输入凹聚焦平板波导；
与所述输入凹聚焦平板波导相连的阵列波导；
与所述阵列波导相连的输出凹聚焦平板波导；以及
与所述输出凹聚焦平板波导相连的多个输出光波导。
3.如权利要求2所述的光谱检测装置，其特征在于，所述阵列波导为弯曲阵列波导。
4.如权利要求2或3所述的光谱检测装置，其特征在于，所述输入凹聚焦平板波导的端口和所述输出凹聚焦平板波导的端口对称分布在直径为第一直径的罗兰圆上。
5.如权利要求2所述的光谱检测装置，其特征在于，还包括：
基板，其中，所述输入光波导、所述输入凹聚焦平板波导、所述输出凹聚焦平板波导、所述多个输出光波导以及所述阵列波导位于所述基板之上。
6.如权利要求4所述的光谱检测装置，其特征在于，所述阵列波导以等间距分布在直径为第二直径的光栅圆上，其中，所述第二直径为所述第一直径的2倍，且所述阵列波导的中心位于所述光栅圆和所述罗兰圆的切点处。
7.如权利要求1所述的光谱检测装置，其特征在于，所述分光模块为多个，且所述多个分光模块相互并联。
8.如权利要求1或5所述的光谱检测装置，其特征在于，所述光源模块、所述分光模块、所述微流通道模块和所述多个传感模块位于所述基板之上。
9.如权利要求5所述的光谱检测装置，其特征在于，所述基板为玻璃基板。
10.如权利要求2所述的光谱检测装置，其特征在于，所述输入凹聚焦平板波导和所述输出凹聚焦平板波导的光栅被刻制于于凹球面之上。
CN201910141077.3A 2019-02-26 2019-02-26 光谱检测装置 Pending CN109632657A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910141077.3A CN109632657A (zh) 2019-02-26 2019-02-26 光谱检测装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910141077.3A CN109632657A (zh) 2019-02-26 2019-02-26 光谱检测装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109632657A true CN109632657A (zh) 2019-04-16

Family

ID=66065895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910141077.3A Pending CN109632657A (zh) 2019-02-26 2019-02-26 光谱检测装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109632657A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021098581A1 (zh) * 2019-11-22 2021-05-27 京东方科技集团股份有限公司 分析仪及检测系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060132764A1 (en) * 2004-12-16 2006-06-22 Andevices, Inc. Integrated optics based high-resolution spectrophotometer
CN102507004A (zh) * 2011-11-11 2012-06-20 厦门大学 一种提高特征峰附近光谱分辨率的拉曼光谱仪芯片
CN103235363A (zh) * 2013-04-22 2013-08-07 天津工业大学 一种阵列波导光栅解调集成微系统
CN103528679A (zh) * 2013-09-29 2014-01-22 厦门大学 一种微型混合分光装置
CN205538647U (zh) * 2016-02-02 2016-08-31 浙江工业大学 一种无热的片上集成的光波导生物传感器芯片
WO2018100223A1 (es) * 2016-12-02 2018-06-07 Universitat Politècnica De València Dispositivo fotónico sensor, método de análisis de muestras que hace uso del mismo y usos de dicho dispositivo
CN109239940A (zh) * 2018-11-02 2019-01-18 京东方科技集团股份有限公司 一种分光装置及其制作方法、光色散方法和光谱仪

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060132764A1 (en) * 2004-12-16 2006-06-22 Andevices, Inc. Integrated optics based high-resolution spectrophotometer
CN102507004A (zh) * 2011-11-11 2012-06-20 厦门大学 一种提高特征峰附近光谱分辨率的拉曼光谱仪芯片
CN103235363A (zh) * 2013-04-22 2013-08-07 天津工业大学 一种阵列波导光栅解调集成微系统
CN103528679A (zh) * 2013-09-29 2014-01-22 厦门大学 一种微型混合分光装置
CN205538647U (zh) * 2016-02-02 2016-08-31 浙江工业大学 一种无热的片上集成的光波导生物传感器芯片
WO2018100223A1 (es) * 2016-12-02 2018-06-07 Universitat Politècnica De València Dispositivo fotónico sensor, método de análisis de muestras que hace uso del mismo y usos de dicho dispositivo
CN109239940A (zh) * 2018-11-02 2019-01-18 京东方科技集团股份有限公司 一种分光装置及其制作方法、光色散方法和光谱仪

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GMJ603B: ""14TJ-0022+天津工业大学+基于HT32F1765的光纤光栅人体温度检测智能服装"", 《百度文库》 *
上官文峰等: "《能源材料 原理与应用》", 30 September 2017 *
王仕璠: "《信息光学理论与应用》", 31 March 2013 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021098581A1 (zh) * 2019-11-22 2021-05-27 京东方科技集团股份有限公司 分析仪及检测系统
US11874215B2 (en) 2019-11-22 2024-01-16 Boe Technology Group Co., Ltd. Analyzer and detection system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108956469B (zh) 一种光谱仪系统和光谱分析方法
CN208520750U (zh) 一种光谱检测装置
US7433552B2 (en) Obtaining analyte information
US7262845B2 (en) Diffractive imaging spectrometer
EP1801553A1 (en) Propagating light to be sensed
US11255790B2 (en) Fluid detection panel with filter structure and fluid detection device with filter structure
US7349599B1 (en) Etched surface gratings fabricated using computed interference between simulated optical signals and reduction lithography
CN109239940B (zh) 一种分光装置及其制作方法、光色散方法和光谱仪
CN103017905B (zh) 集成平面变栅距光栅和微狭缝的微型光谱仪及其制造方法
CN117055203B (zh) 照明系统、成像系统和基因测序仪
CN109632657A (zh) 光谱检测装置
US11640069B2 (en) Light extraction device, detection device, and method for using same
WO2020019711A1 (en) Color dispersion apparatus and spectrometer
Azmayesh-Fard et al. Design and fabrication of a planar PDMS transmission grating microspectrometer
CN109540807B (zh) 光谱仪以及微全分析系统
US11256012B2 (en) Color dispersion apparatus and spectrometer
CN109946251B (zh) 流体检测面板以及流体检测方法
US10678187B2 (en) Large area lens-free imaging device
Oh et al. Fabrication of integrated spectrometer module based on optical waveguide platform with planar nano diffraction grating using UV imprint lithography
US11536606B2 (en) Optical device and spectral detection apparatus
JPH09218305A (ja) 波長分波素子
CN112099139A (zh) 一种棋盘式成像仪及实现方法
US10514333B2 (en) Absorption spectrum detection of a fluid
CN109085701A (zh) 分光系统及制造方法以及包含其的光谱检测仪及制造方法
CN216411079U (zh) 光学检测系统及含有此系统的微滴式数字pcr仪

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination