CN208520750U - 一种光谱检测装置 - Google Patents

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Abstract

本公开实施例公开了一种光谱检测装置，其包括：至少一个光源，其配置为发射光线；光学基片，包括在光源测的第一面和与第一面相对的第二面，以及设置于第一面与第二面之间的光学介质，以及在第一面上依序设置的：入光口，配置为使光线入射；第一吸光层，配置为从入射光线经由第二面反射的光线中吸收目标光线以外的分量；光栅，配置为对目标光线进行色散；出光口，配置为使从第二面反射的光线出射；包括微流通道的微流基片，设置在第一面上；包括光敏传感器的传感基片，设置在微流基片上，以对通过出光口和微流通道出射的光线进行检测。本公开实施例的光谱检测装置，结构简单，加工难度小，能够实现精确光谱分色，还能够检测微流体的光谱响应特性。

Description

一种光谱检测装置
技术领域
本公开涉及检测仪器领域，具体涉及一种光谱检测装置。
背景技术
根据分光原理不同，光谱分光系统可分为色散式和调制式两大类，其中，色散式光谱分光系统包括棱镜、光栅、干涉仪等，调制式光谱分光系统包括傅里叶变换光谱仪等。现在常用的光谱分光系统为棱镜分光系统或光栅分光系统。其中，由于棱镜分光系统色散率低、分光性能较差，棱镜分光系统或光栅+棱镜组合的色散性分光系统也具有这样的缺点。为了实现色散率高、分光性能好，一般选用光栅分光系统，而且其还具有可分宽光谱测量范围、高分辨率的优点。但是，现有的包括光栅分光系统的光谱仪结构复杂，加工难度都比较大。
实用新型内容
本公开所要解决的技术问题是提供一种光谱检测装置，结构简单，加工难度小。
为了解决上述技术问题，本公开的实施例提供一种光谱检测装置，包括：至少一个光源，其配置为发射光线；光学基片，包括在光源测的第一面和与所述第一面相对的第二面，以及设置于所述第一面与所述第二面之间的光学介质，以及在所述第一面上依序设置的：入光口，其配置为使所述光线入射；第一吸光层，其配置为从入射光线经由所述第二面反射的光线中吸收目标光线以外的分量；光栅，其配置为对目标光线进行色散；以及出光口，其配置为使得由相应光栅准直后从所述第二面反射的光线出射；微流基片，其设置在所述光学基片的光源侧上，并设置有至少一个微流通道，用于容纳微流体并使得从出光口出射的光线传输进入；以及传感基片，其设置在所述微流基片的与光学基片相反的一侧上，并设置有光敏传感器，以对所述微流通道出射的光线进行检测。
可选地，所述第一吸光层包括彼此间隔开相等的第一距离的多个第一吸光片，各个第一吸光片的长度为2*tanα*H-L，其中，α为主入射角度且大于全反射角，H为所述光学基片的厚度，L为入光口的宽度。
可选地，α选自所述光学介质到空气的临界角与60°之间的角度。
可选地，所述光栅为多个，且各个光栅被配置为不同波段的光进行衍射色散。
可选地，所述光敏传感器与所述出光口对应设置。
可选地，在所述光学基片的所述第二面上设置有第二吸光层，所述第二吸光层包括彼此间隔开相等的第二距离的多个第二吸光片，所述第一距离与所述第二距离相等，所述第二吸光片的长度与所述第一吸光片的长度相等，且各个第二吸光片相对于相应各个第一吸光片朝所述出光口的方向偏移第一吸光片的长度和所述第一距离之和的一半。
可选地，在所述出光口上由相应光栅准直后从所述第二面反射的光线出射的区域以外的区域中设置有第三吸光层。
可选地，所述光学介质的材质包括玻璃、树脂、聚酯化合物和纸中的任何一种。
可选地，所述光谱检测装置还包括：
反应池，其配置为与所述微流通道的一端连接；以及
废液池，其配置为与所述微流通道的另一端连接。
可选地，每个所述反应池至少与一个所述微流通道连接。
可选地，第一吸光层配置为由黑色光阻树脂薄膜或金属薄膜制成的黑色矩阵。
可选地，所述第二吸光层由黑色光阻树脂薄膜或金属薄膜制成。
可选地，所述微流通道通过在所述光学基片上旋转光刻胶并曝光的方式制成。
可选地，所述至少一个光源为微发光二极管。
可选地，所述光敏传感器通过透明电极集成在所述传感基片上。
与现有技术相比，本公开的一种光谱检测装置的有益效果在于：结构简单，加工难度小，光学基片的第一面上设置的入光口、第一吸光层、光栅和出光口能够实现对光源发射的光线进行选择和色散，并通过出光口射出，能够实现精确光谱分色，通过出光口出射的光线通过微流通道，光敏传感器通过探测通过微流通道的光线，检测微流通道内流通的微流体的光谱响应特性。
附图说明
将在下文参照附图描述本公开的示范性实施例的特征、优势以及技术和工业意义，在附图中，相同附图标记指代相同的元件，并且其中：
图1为根据本公开实施例的光谱检测装置的纵向截面图；
图2为根据本公开实施例的光谱检测装置的反应池、微流通道和废液池的结构示意图；
图3为根据本公开实施例的光谱检测装置的利用第一吸光层实现准直的传输次数与准直度和准直效率的示意图，其中，实线代表准直度与传输次数的关系，虚线代表准直效率与传输次数的关系；
图4为根据本公开实施例的光谱检测装置的波长为380nm-570nm的光通过周期是380nm的光栅后的一级衍射的衍射角度的示意图；
图5为根据本公开实施例的光谱检测装置的波长为380nm-570nm的光通过周期是380nm的光栅后距离光源的距离的示意图；
图6为根据本公开实施例的光谱检测装置的波长为571nm-780nm的光通过周期是550nm的光栅后的一级衍射的衍射角度的示意图；
图7为根据本公开实施例的光谱检测装置的波长为571nm-780nm的光通过周期是550nm的光栅后距离光源的距离的示意图。
附图标记说明：1-光学基片；2-微流基片；3-传感基片；4-微流通道；5-光敏传感器；6-第一吸光片；7-入光口；8-第二吸光片；9-光栅；10-出光口；11-反应池；12-废液池；13-第三吸光层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本公开的实施例作进一步详细描述，但不作为对本公开的限定。以下说明旨在使得本领域技术人员能够理解并实现本实用新型。下文中具体实施例或应用的描述仅仅作为示例提供。对于各个实施例的各种修改对于本领域技术人员来说容易想到，以及本文中定义的主要原理可以应用于其他实施例和应用而不偏离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型并不意图限于所示的实施例，而是要求于其中公开的原理和特征相符的、由权利要求书限定的可能范围。虽然对各个实施例进行分别的说明，不同实施例中的特征和要素可以互相组合，组合方式并不限于各个独立的实施例。
本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。本公开中使用的表述“A和/或B”包含A而非B、B而非A以及A并且B中的任何一种，使用的表述“A、B和/或C”包含A、B和C三者中的任何一种或任何若干种的组合。
在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。
本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
如图1所示，本实用新型实施例公开了一种光谱检测装置，光谱检测装置包括至少一个光源，其配置为发射光线；光学基片1，包括在光源测的第一面和与第一面相对的第二面，以及设置于第一面与第二面之间的光学介质，以及在第一面上依序设置的：入光口7，其配置为使光线入射；第一吸光层，其配置为从入射光线经由第二面反射的光线中吸收目标光线以外的分量；光栅9，其配置为对目标光线进行色散；以及出光口10，其配置为使得由相应光栅9色散后从第二面反射的光线出射；微流基片2，其设置在光学基片1的光源侧上，并设置有至少一个微流通道4，用于容纳微流体并使得从出光口10出射的光线传输进入；以及传感基片3，其设置在微流基片2的与光学基片1相反的一侧上，并设置有光敏传感器5，以对微流通道4出射的光线进行检测。
图1中仅示出了光谱检测装置包括一个光源，在光学基片1的第一面上依序设置入光口7、第一吸光层、光栅9和出光口10，光栅9对一个波段的光进行衍射色散，色散后的光线中不同波长的光的衍射角不同，传感基片3上可以设置至少一个光敏传感器5与出光口10处的不同波长的光相对应，并且微流基片2上的至少一个微流通道4位于出光口10和光敏传感器5之间，每个微流通道4与每个光敏传感器5对应设置。
可选的，将光源设置在入光口7处，光源发射的光线可以直接从入光口7射入光学基片1内。
从光学基片1的第一面上入射的光线会在光学基片1的第二面上进行反射，第一吸光层从反射的光线中吸收目标光线以外的分量，即，第一吸光层吸收非目标光线以实现对目标光线的选择，进而光栅9对目标光线进行色散，色散后的光线经第二面反射后通过位于第一面上的出光口10射出。光敏传感器5通过对微流通道4出射的光线进行检测来检测微流体。
本公开方案的光谱检测装置，结构简单，加工难度小，光学基片1的第一面上设置的入光口7、第一吸光层、光栅9和出光口10能够实现对光源发射的光线进行选择和色散，并通过出光口10射出，光学基片1能够实现精确光谱分色。从出光口10射出的光线通过至少一个微流通道4，光敏传感器5接收通过每个微流通道4的光线，其中，不同微流体对光线有不同的透射、吸收和散射特性，光敏传感器5通过探测通过微流通道4的光线，检测微流通道4内流通的微流体的光谱响应特性。
本公开方案的光谱检测装置可以作为微型光谱仪使用，其可以用于物理、生物和化学等领域，可以利用本公开的光谱检测装置进行光谱分析、物质检测和标定、分子诊断、食品检疫和细菌分类等。
其中，光源可以是由单色的半导体激光器芯片制成，也可以由准直性比较好的LED芯片制成，对于光源的类型本申请不作限定。优选地，光源为Micro-LED芯片，其成本低。
可选地，光学基片1包括的光学介质可以为玻璃基板，玻璃基板成本低并且可量产化。玻璃基板的厚度可以为2mm。光学基片1包括的光学介质还可以由稳定性较好的树脂或聚酯化合物，也可以为纸等其他材质制成。其中，光学基片1包括的光学介质的厚度和材质可以根据实际需要而定。
光学基片1的第一面上设置的光栅9可以对光进行衍射色散，可以将光按照波长分开。光栅9的周期由需要出射的光的波长、出射介质的折射率、入射介质的折射率、入射角度和出光方向共同决定，光栅9的占空比可以选为0.5，但在实际产品设计中可以偏离此值(比如出于调节出光的强度，平衡显示面板不同位置亮度的差异等目的)。光栅9的高度，根据需要的某个波长或者某几个波长的光的强度决定，可以是几百纳米，也可以是微米级。如果是其他滤光结构，以滤光的特殊波长和出光角度的要求，可以内置微反射镜，或者是其他微结构。
可选地，微流基片2由硅、玻璃或聚合物等材质制成。其中，聚合物为聚二甲基硅氧烷(PDMS)或者聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。微流通道4通过在光学基片1上旋转光刻胶并曝光的方式制成。例如，可以通过在光学基片1上施加光刻胶层，将掩膜层叠置在光刻胶层上，对掩膜层和光刻胶层进行曝光，去除掩膜层并对光刻胶层进行显影，微流通道4就可以形成在光学基片1上了。另外，微流通道4还可以通过光刻后再刻蚀的方式形成。微流通道4的宽度和高度可以是纳米级。微流通道4的内壁依据实际的需求，可以在微流通道4内壁涂覆疏水膜层或亲水膜层，使微流体在微流通道4内根据需求流动或者短暂滞留。如特氟龙-AF疏水层，可以使微流体尽可能不粘附在微流通道4内流动。
在一些实施例中，如图2所示，光谱检测装置还包括反应池11和废液池12，反应池11配置为与微流通道4的一端连接，废液池12配置为与微流通道4的另一端连接。物质在反应池11内发生反应，反应后的微流体通过微流通道4流入废液池12。从出光口10射出的光线通过微流通道4被光敏传感器5获取，从而检测微流通道4内的微流体。其中，反应池11可以设置多个，每个反应池11至少与一个微流通道4连接。色散后的光通过一个反应池11连接的多个微流通道4，可以检测发生反应后的多种微流体的每一种微流体的光谱特性。其中，反应池11和废液池12的形成采用与微流通道4形成的方法。
可选地，光敏传感器5通过透明电极集成在传感基片3上。其中，传感基片3为玻璃基板。透明电极例如为氧化铟锡(ITO)或掺杂铝(Al)的氧化锌(ZnO)。相邻的两个光敏传感器5的间距依赖于光线耦合结构(阵列)的出光方向的精度以及光敏传感器5的信噪比需求，以两个相邻的光敏传感器5紧密贴合较佳，两个相邻的光敏传感器5之间还可以设置缓冲膜层。其中，光敏传感器5可以包括CCD(电荷耦合元件)、CMOS(互补金属氧化物半导体)和PIN(光电二极管)中的任何一种或多种。
在一些实施例中，参考图1，在光学基片1的第一面上设置有从入射光线经由第二面反射的光线中吸收目标光线以外的分量的第一吸光层。第一吸光层的厚度以吸收非目标波长的光为目的，例如第一吸光层的厚度为0.9μm-1.1μm，优选地，第一吸光层的厚度为1.0μm。其中，第一吸光层配置为由黑色光阻树脂薄膜或金属薄膜制成的黑色矩阵。金属薄膜例如为铬(Cr)或氧化铬(Cr)。
具体的，参考图1，第一吸光层包括彼此间隔开相等的第一距离的多个第一吸光片6，各个第一吸光片6的长度为2*tanα*H-L，其中，α为主入射角度且大于全反射角，H为光学基片1的厚度，L为入光口7的宽度(入光口7在第一面上从入光口7到出光口10的方向上的宽度)。其中，多个第一吸光片6可以对非目标角度或非目标波长的光进行吸收以实现对光线的选择，保留下来的目标光线可以射到光栅9上。
彼此间隔开相等的第一距离的多个第一吸光片6从入光口7到出光口10的方向上，依次称为第一个第一吸光片6、第二个第一吸光片6、第三个第一吸光片6等等。入射光线射到第二面后被反射到第一面上的第一个和第二个第一吸光片6之间的间隔，然后反射到第二面上，并再次反射到第二个和第三个第一吸光片6之间的间隔，继续反射，直至完成对光线的选择。在光学基片1内对光线进行选择的过程中，入射光线从光学基片1的第二面反射的光线中的目标光线以外的分量射入到多个第一吸光片6上被多个第一吸光片6吸收以实现对光线的选择，剩余的光线为目标光线。
在一些实施例中，如图1所示，为了减少光在光学基片1内的传输次数，尽快的实现对光线的选择，在光学基片1的第二面上设置有第二吸光层，第二吸光层包括彼此间隔开相等的第二距离的多个第二吸光片8，第一距离与第二距离相等，第二吸光片8的长度与第一吸光片6的长度相等，且各个第二吸光片8相对于相应各个第一吸光片6朝出光口10的方向偏移第一吸光片6的长度和第一距离之和的一半。其中，第二吸光层配置为由黑色光阻树脂薄膜或金属薄膜制成的黑色矩阵。设置彼此间隔开相等的第二距离的多个第二吸光片8，可以吸收射到第二吸光片8上的光，从而去除非目标角度的光，快速实现对光线的选择。例如，从入光口7射入光学基片1中的光线射到第二面上后，部分非目标角度的光(如小于全反射角的光)会被多个第二吸光片8吸收以降低干扰。在多个第二吸光片8之间的间隔上镀高反射层，射到高反射层上的光会反射到光学基片1的第一面上。
在一些实施例中，光源最好将光强最强的部分以大角度射入到光学基片1为宜，主入射角度α选自光学介质到空气的临界角与60°之间的角度，从而例如微发光二极管等朗伯体光源发出的光的强度较大，并且射入光学基片1中的入射光线以全发射的形式射到第一面上。光源可以设置在入光口7处，通过调整光源的设置角度可以使光线以主入射角度α选自光学介质到空气的临界角与60°之间的角度入射到光学基片1。
下面以一个具体例子来介绍光学基片1第一面上的入光口7和第一吸光层的结构。
参考图1，光学基片1的光学介质为玻璃基板，在玻璃基板的第一面上设置入光口7和第一吸光层。光源为Micro-LED芯片，其设置在入光口7处，Micro-LED芯片的长度和宽度均为250μm，其中，Micro-LED芯片的长度与入光口7的宽度相同。
Micro-LED芯片发出的光为朗伯体光源类型的光，其发光强度I＝I0*cosθ,其中，I0为总强度，θ为辐射角度。根据朗伯光源发光强度的公式可知，91.7％的光都在0°-60°之间的辐射角度，8.3％的光在61°-90°之间的辐射角度。玻璃基板到空气的临界角θc＝arcsin(1/1.52)＝41°(1.52为玻璃的折射率，1为空气介质的折射率)。Micro-LED芯片发出的光以主入射角度α进入玻璃基板，其中，主入射角度α选自玻璃基板到空气的临界角与60°之间的角度，小于全玻璃基板到空气的临界角的光直接从玻璃基板的第二面透射出而损失，以减少干扰，大于玻璃基板到空气的临界角的光在玻璃基板和空气的界面发生全反射，反射到玻璃基板的第一面上，继而，在第一面和第二面之间发生反射，反射的过程中，射到第一面上的多个第一吸光片6上的光被吸收以进行选择，射到第一面上的多个第一吸光片6之间的间隔上的光被反射。最后只剩下α角度的光，其他角度的光都被第一吸光层吸收，实现选择目标光线。
光源的准直度和准直效率η可以通过以下两个公式来确定：
其中，H为玻璃基材的厚度，L为入光口7的宽度,α为入射角度，n为光在玻璃基板中的传输次数。
根据上述的两个公式以及已知参数，可以得到准直度和准直效率的图线。从图3中可以看出，当光在玻璃基板中进行3次传输(反射)的时候，准直度在2°以下，且此时的准直效率约为0.3％。根据图3可以知晓，这种准直方式的极限准直度为0.65°，准直效率为0.1％。生产商可以根据需要选择适当的传输次数，使光源的准直度和准直效率η达到光谱仪需求的标准。
在一些实施例中，如果光栅9对光进行色散后，某些不同波长的光没有分开，可以在光学基片1的第一面上依序设置有：入光口7、第一吸光层、光栅9、第二光栅和出光口10，其中入光口7、第一吸光层、光栅9和出光口10的设置与前述实施例相同，第二光栅配置为对经过光栅9衍射色散后的光线进行衍射色散。通过光栅9和第二光栅对光进行衍射色散，色散的效果更好，不同波长的光能够更好的分开。
在一些实施例中，参考图1，为了更好的探测经出光口10和微流通道4出射的光，光敏传感器5与出光口10对应设置。通过出光口10出射的光已经根据不同波长被分开，不同波长的光对应的衍射角度不同，因此，不同波长的光在出光口10的位置不同。每个微流通道4可以设置为与不同波长的光相对应，不同波长的光可以被每个微流通道4的微流体透射、吸收或者散射，通过检测通过每个微流通道4的光可以实现对其内的微流体的检测。另外，每个光敏传感器5可以设置为与每个微流通道4相对应，从而可以探测通过微流通道4的光实现对微流体的检测。
在一些实施例中，参考图1，为了进一步吸收非目标角度的光，在出光口10上由相应光栅9色散后从第二面反射的光线出射的区域以外的区域中设置有第三吸光层13。其中，第三吸光层13配置为由黑色光阻树脂薄膜或金属薄膜制成的黑色矩阵。
在一些实施例中，光栅9为多个，且各个光栅9被配置为对不同波段的光进行衍射色散。例如，光源发射的光为白光，将白光进行分光时，可以利用多个光栅9对白光的不同波长进行色散，尽量拉开每个波段中相邻两个波长之间的衍射角，从而不同波长的光能够与每个微流通道4以及每个光敏传感器5对应。
具体的，光谱检测装置包括多个光源，在光学基片1的第一面上设置数量相同的入光口7、第一吸光层、光栅9和出光口10，其中，依序设置的一个入光口7、一个第一吸光层、一个光栅9和一个出光口10作为一组，每一组的设置与上述的实施例相同，每一组与每一组的关系可以是均位于同一排或同一列，也可以是均匀排布在光学基片1的第一面上。每一组的入光口7对应设置一个光源，每一组的光栅9配置为对不同波段的光进行衍射色散，每一组的光栅9对一个波段的光进行衍射色散，色散后的光线中不同波长的光的衍射角不同，每一组的至少一个光敏传感器5与出光口10处的不同波长的光相对应，并且每一组的至少一个微流通道4位于出光口10和光敏传感器5之间，每个微流通道4与每个光敏传感器5对应设置。
根据衍射光栅公式：ni*sinθi–nd*sinθd＝m*λ/Λ(m＝0,+/‐1,2,…)，其中，ni和θi分别为入射介质折射率和入射角度，m为衍射级次，Λ为光栅周期，λ为入射光波长，θd为衍射光方向与面板平面法线之间的夹角，nd为玻璃基板和空气的等效折射率。光栅9可以对入射的白光进行透射色散，为了降低或者避免不同衍射级次色散串色，希望所有的波长通过光栅9之后只存在一个衍射级次，每个衍射级次的衍射角度不同，就可以将白光依次分开。但是，很难用一个光栅9实现白光范围内的波长都只有一个衍射级次，因此，将采用多个光栅9，对白光分波段进行衍射色散。
光谱检测装置可以分别对白光的多个波段进行衍射色散，其中每一组中的光栅9对应白光的一个波段，对每个波段进行色散，尽量拉开相邻两个波长的光之间的衍射角，将每个波段内的波长分开，使每个波长对应一个微流通道4并进而与一个光敏传感器5对应以检测微流体的光谱特性。其中，如果不考虑光敏传感器5的尺寸影响，微流通道4以及微流体的体积可以做到无限小，则本公开所述的色散可以做到1nm以下的精度，即可实现超高精度的分辨率。
在一个具体例子中，如果玻璃基板的厚度为2mm，Micro-LED芯片的尺寸为250um*250um*100um,可以通过周期是380nm的光栅9，对380-570nm的波段进行分色。色散后的一级衍射角的光都以大于玻璃基板到空气的临界角的情况到达玻璃基板的第二面，小于玻璃基板到空气的临界角的光直接透射出玻璃基板的第二面，大于全反射角的衍射光被玻璃基板的第二面反射至玻璃基板的第一面，增大不同波长之间的分色间距，方便与微流通道4和光敏传感器5大小对应。
即通过周期是380nm的光栅9之后，2mm厚的玻璃基板可以将380-570nm的光按照图4的角度和图5的位置依次排列到光学基片1的出光口10处。当玻璃基板的第一面上有折射率等同于玻璃折射率的光刻胶，在光刻胶上刻蚀出微流通道4，通道中通入其他折射率的例如液体或气体的微流体时，微流通道4的全反射条件被破坏，每个单色的光从玻璃基板出射进入微流通道4，与微流体进行物理或者化学反应，其信号被一一对应的光敏传感器5探知。波长大于570nm的光不能被周期是380nm的光栅9衍射，因此会直接透过玻璃基板的第二面，不对目标分色波长产生影响。
同上理，571nm-780nm的光也可以被一个周期是550nm的光栅9色散。通过周期是550nm的光栅9之后，2mm厚的玻璃基板可以将571-780nm的光按照图6的角度和图7的位置依次排列到光学基片1的出光口10处。波长小于570nm的光的衍射角度小于全反射角，直接透射玻璃基板的第二面，不对分色产生影响。
以上实施例仅为本公开的示例性实施例，不用于限制本公开，本公开的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本公开的实质和保护范围内对本公开做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本公开的保护范围内。

Claims (15)

1.一种光谱检测装置，其特征在于，所述光谱检测装置包括：
至少一个光源，其配置为发射光线；
光学基片，包括在光源侧的第一面和与所述第一面相对的第二面，以及设置于所述第一面与所述第二面之间的光学介质，以及，
在所述第一面上依序设置的：入光口，其配置为使所述光线入射；第一吸光层，其配置为从入射光线经由所述第二面反射的光线中吸收目标光线以外的分量；光栅，其配置为对目标光线进行色散；以及出光口，其配置为使得由相应光栅色散后从所述第二面反射的光线出射；
微流基片，其设置在所述光学基片的光源侧上，并设置有至少一个微流通道，用于容纳微流体并使得从出光口出射的光线传输进入；以及
传感基片，其设置在所述微流基片的与光学基片相反的一侧上，并设置有光敏传感器，以对所述微流通道出射的光线进行检测。
2.根据权利要求1所述的光谱检测装置，其特征在于，所述第一吸光层包括彼此间隔开相等的第一距离的多个第一吸光片，各个第一吸光片的长度为2*tanα*H-L，其中，α为主入射角度且大于全反射角，H为所述光学基片的厚度，L为所述入光口的宽度。
3.根据权利要求2所述的光谱检测装置，其特征在于，α选自所述光学介质到空气的临界角与60°之间的角度。
4.根据权利要求1所述的光谱检测装置，其特征在于，所述光栅为多个，且各个光栅被配置为对不同波段的光进行衍射色散。
5.根据权利要求1所述的光谱检测装置，其特征在于，所述光敏传感器与所述出光口对应设置。
6.根据权利要求2所述的光谱检测装置，其特征在于，在所述光学基片的所述第二面上设置有第二吸光层，所述第二吸光层包括彼此间隔开相等的第二距离的多个第二吸光片，所述第一距离与所述第二距离相等，所述第二吸光片的长度与所述第一吸光片的长度相等，且各个第二吸光片相对于相应各个第一吸光片朝所述出光口的方向偏移第一吸光片的长度和所述第一距离之和的一半。
7.根据权利要求1所述的光谱检测装置，其特征在于，在所述出光口上由相应光栅色散后从所述第二面反射的光线出射的区域以外的区域中设置有第三吸光层。
8.根据权利要求1所述的光谱检测装置，其特征在于，所述光学介质的材质包括玻璃、树脂、聚酯化合物和纸中的任何一种。
9.根据权利要求1所述的光谱检测装置，其特征在于，所述光谱检测装置还包括：
反应池，其配置为与所述微流通道的一端连接；以及
废液池，其配置为与所述微流通道的另一端连接。
10.根据权利要求9所述的光谱检测装置，其特征在于，每个所述反应池至少与一个所述微流通道连接。
11.根据权利要求1所述的光谱检测装置，其特征在于，所述第一吸光层由黑色光阻树脂薄膜或金属薄膜制成。
12.根据权利要求6所述的光谱检测装置，其特征在于，所述第二吸光层由黑色光阻树脂薄膜或金属薄膜制成。
13.根据权利要求1所述的光谱检测装置，其特征在于，所述微流通道通过在所述光学基片上旋转光刻胶并曝光的方式制成。
14.根据权利要求1所述的光谱检测装置，其特征在于，所述至少一个光源为微发光二极管。
15.根据权利要求1所述的光谱检测装置，其特征在于，所述光敏传感器通过透明电极集成在所述传感基片上。
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