JP2021192028A - サンプル検査のための装置、システムおよび方法 - Google Patents

サンプル検査のための装置、システムおよび方法 Download PDF

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Abstract

【課題】サンプル検査デバイスに関連する方法、装置およびシステムを提供する。既存の方法、装置およびシステムには課題および限界がある。例えば、多くのデバイスの効率および／または精度は、構造的限界、環境温度、および／または汚染などの様々な要因により影響を受けることがある。【解決手段】例えば、例示のサンプル検査デバイスは、サンプル検査デバイスの底面を画定する基板層と、基板層上に配置され、少なくとも１つの参照チャネルと少なくとも１つのサンプルチャネルとを含む導波路とを含み得る。【選択図】図１９

Description

関連出願の相互参照
[0001]本出願は、米国特許出願第６３／０２１，４１６号（２０２０年５月７日出願）、米国特許出願第６３／１９８，６０９号（２０２０年１０月２９日出願）、米国特許出願第６３／１５４，４７６号（２０２１年２月２６日出願）の優先権を主張し、参照によりその全内容が本出願に組み込まれる。
[0002]既存の方法、装置およびシステムには課題および限界がある。例えば、多くのデバイスの効率および／または精度は、構造的限界、環境温度、および／または汚染などの様々な要因により影響を受けることがある。
[0003]本開示の様々な実施例によると、サンプル検査のための様々な例示の方法、装置およびシステムが提供される。実施形態によっては、例示の方法、装置およびシステムは、採取サンプル内のタンパク質含有物中のウイルスおよび／またはその他のウイルス標識の存在を検出するために、干渉分光法を使用する。
[0004]実施例によっては、サンプル検査デバイスが導波路と組み込み光学コンポーネントとを含み得る。実施例によっては、組み込み光学コンポーネントは、導波路に結合され得る。実施例によっては、組み込み光学コンポーネントは、コリメータとビームスプリッタとを含み得る。
[0005]実施例によっては、ビームスプリッタは、第１のプリズムと第２のプリズムとを含み得る。実施例によっては、第２のプリズムは第１のプリズムの第１の斜面に装着され得る。実施例によっては、第１のプリズムと第２のプリズムとは立方体形状を形成する。
[0006]実施例によっては、ビームスプリッタは、偏光ビームスプリッタを含み得る。
[0007]実施例によっては、コリメータは第１のプリズムの第２の斜面に装着され得る。
[0008]実施例によっては、サンプル検査デバイスは、組み込み光学コンポーネントに結合された光源を含み得る。実施例によっては、光源はレーザ光ビームを放射するように構成され得る。
[0009]実施例によっては、導波路は導波路層と、サンプル開口部を有するインターフェース層とを含み得る。実施例によっては、インターフェース層は導波路層の上面に配置され得る。
[0010]実施例によっては、組み込み光学コンポーネントは導波路層の上面に配置され得る。
[0011]実施例によっては、サンプル検査デバイスは、インターフェース層の上方に位置するレンズコンポーネントを含み得る。実施例によっては、レンズコンポーネントはインターフェース層の出射開口部と出射光方向に少なくとも部分的に重なり得る。
[0012]実施例によっては、サンプル検査デバイスは、レンズコンポーネントの上面に配置された撮像コンポーネントを含み得る。
[0013]実施例によっては、撮像コンポーネントは、干渉縞パターンを検出するように構成され得る。
[0014]実施例によっては、サンプル検査デバイスは、第１の面と、第１の面上に配置されたレンズアレイとを有する導波路を含み得る。実施例によっては、レンズアレイは少なくとも１つの光学レンズを含む
[0015]実施例によっては、レンズアレイは少なくとも１つのマイクロレンズアレイを含み得る。実施例によっては、マイクロレンズアレイの第１の光学レンズの第１の形状は、マイクロレンズアレイの第２の光学レンズの第２の形状と異なり得る。実施例によっては、少なくとも１つの光学レンズは少なくとも１つのプリズムレンズを含み得る。
[0016]実施例によっては、第１の光学レンズの第１の表面曲率は導波路光伝達方向において第２の光学レンズの第２の表面曲率とは異なり得る。
[0017]実施例によっては、サンプル検査デバイスは、レンズアレイを介して導波路に結合する組み込み光学コンポーネントを含み得る。
[0018]実施例によっては、サンプル検査デバイスは、レンズアレイを介して導波路に結合された撮像コンポーネントを含み得る。
[0019]実施例によっては、サンプル検査デバイスは、第１の面上のサンプル開口部と第１の面上に配置された開口部層とを有する導波路を含み得る。実施例によっては、開口部層は、サンプル開口部と少なくとも部分的に重なる第１の開口部を含み得る。
[0020]実施例によっては、サンプル検査デバイスは、少なくとも１つの摺動機構を介して導波路に結合されたカバー層をさらに含み得る。実施例によっては、カバー層は、第２の開口部を含み得る。
[0021]実施例によっては、カバー層は開口部層の上に位置づけられることができ、第１の位置と第２の位置との間で移動可能である。
[0022]実施例によっては、カバー層が第１の位置にあり得るとき、第２の開口部が第１の開口部と重なる。
[0023]実施例によっては、カバー層が第２の位置にあるとき、第２の開口部は第１の開口部と重ならない。
[0024]実施例によっては、サンプル検査デバイスは、上面と底面とを有する導波路と、導波路の底面を介して光をサンプル検査デバイスに結合するように構成された光源とを含み得る。
[0025]実施例によっては、光源は導波路の上面を通して光ビームを放射するように構成され得る。
[0026]実施例によっては、サンプル検査デバイスが上面と底面とを有する導波路を含み得る。実施例によっては、導波路の上面はユーザコンピューティングデバイスに組み込まれるように構成され得る。
[0027]実施例によっては、導波路の厚さは５ミリメートルから７ミリメートルの範囲内であり得る。
[0028]実施例によっては、ユーザコンピューティングデバイス・コンポーネントが、サンプル検査デバイスによって共通して使用されるように構成され得る。
[0029]実施例によっては、サンプル検査デバイスは、導波路と、導波路の少なくとも１つの面に配置された絶縁層とを含み得る。
[0030]実施例によっては、サンプル検査デバイスは、絶縁層の温度を制御するように構成された少なくとも１つのセンサをさらに含み得る。
[0031]実施例によっては、サンプル検査デバイスは、導波路と、導波路を収容する熱的に制御された導波路ハウジングとを含み得る。
[0032]実施例によっては、サンプル検査デバイスが、サンプル検査デバイスの底面を画定する基板層と、その上に付着され、導波路の入射側から導波路の出射側に光を横方向に結合するように構成された導波路層と、サンプル検査デバイスの上面を画定するインターフェース層とを少なくとも含む導波路を含み得る。
[0033]実施例によっては、基板層は集積回路を含み得る。
[0034]実施例によっては、導波路層は、少なくとも１つの参照チャネルと少なくとも１つのサンプルチャネルとをさらに含み得る。
[0035]実施例によっては、少なくとも１つの参照チャネルは、インターフェース層における参照窓に関連付けられ得、少なくとも１つのサンプルチャネルはインターフェース層の少なくとも１つのサンプル窓に関連付けられ得る。
[0036]実施例によっては、コンピュータ実装方法が提供される。コンピュータ実装方法は、第１の波長に関連する、未識別サンプル媒体の第１の干渉縞データを受け取ることと、第２の波長に関連する第２の干渉縞データを受け取ることと、第１の波長に関連する第１の干渉縞データと第２の波長に関連する第２の干渉縞データとに基づいて屈折率曲線データを導出することと、屈折率曲線データに基づいてサンプル正体データを判断することとを含み得る。
[0037]実施例によっては、コンピュータ実装方法は、（ｉ）第１の波長の第１の投射光であって、第１の干渉縞パターンを表す第１の投射光と、（ｉｉ）第２の波長の第２の投射光であって、第２の干渉縞パターンを表す第２の投射光とを発生するように光源をトリガすることをさらに含み、第１の干渉縞データを受け取ることは、撮像コンポーネントを使用して、第１の波長に関連する第１の干渉縞パターンを表す第１の干渉縞データをキャプチャすることを含み、第２の干渉縞データを受け取ることは、撮像コンポーネントを使用して、第２の波長に関連する第２の干渉縞パターンを表す第２の干渉縞データをキャプチャすることを含む。
[0038]実施例によっては、コンピュータ実装方法は、第１の波長の第１の投射光であって、第１の干渉縞パターンを表す第１の投射光を発生するように第１の光源をトリガすることと、第１の波長の第２の投射光であって、第２の干渉縞パターンを表す第２の投射光を発生するように第２の光源をトリガすることとをさらに含み、第１の干渉縞データを受け取ることは、撮像コンポーネントを使用して、第１の波長に関連する第１の干渉縞パターンを表す第１の干渉縞データをキャプチャすることを含み、第２の干渉縞データを受け取ることは、撮像コンポーネントを使用して、第２の波長に関連する第２の干渉縞パターンを表す第２の干渉縞データをキャプチャすることを含む。
[0039]実施例によっては、屈折率曲線データに基づいてサンプル正体データを判断することは、屈折率曲線データに基づいてサンプル正体データを屈折率データベースに照会することを含み、サンプル正体データは、屈折率曲線データと最もよく合致する屈折率データベース内の記憶屈折率曲線に対応する。
[0040]実施例によっては、コンピュータ実装方法は、未識別サンプル媒体に関連する動作温度を特定することをさらに含み、屈折率データベースは、サンプル正体データを判断するために屈折率曲線データと動作温度とに少なくとも基づいて照会される。
[0041]実施例によっては、屈折率データベースは、複数の識別済みサンプルに関連付けられた複数の既知の屈折率曲線データを記憶するように構成されることができ、複数の識別済みサンプルは複数の既知のサンプル正体データに関連付けられている。
[0042]実施例によっては、屈折率データベースは、複数の温度データに関連付けられた複数の既知の屈折率曲線データを記憶するようにさらに構成される。
[0043]実施例によっては、コンピュータ実装方法が提供される。コンピュータ実装方法は、光源に関連付けられた光源キャリブレーションイベントをトリガすることと、サンプル環境における参照干渉縞パターンを表す参照干渉縞データであって、参照干渉縞パターンは導波路の参照チャネルを介して投射される、参照干渉縞データをキャプチャすることと、参照干渉縞データと記憶キャリブレーション干渉データとの間の屈折率オフセットを判断するために参照干渉縞データを記憶キャリブレーション干渉計データと比較することと、屈折率オフセットに基づいて光源をチューニングすることとを含む。
[0044]実施例によっては、屈折率オフセットに基づいて光源をチューニングすることは、光源に関連付けられた光波長を調整するために、光源に印加される電圧レベルを調整することを含む。
[0045]実施例によっては、屈折率オフセットに基づいて光源をチューニングすることは、光源に関連付けられた光波長を調整するために、光源に印加される電流レベルを調整することを含む。
[0046]実施例によっては、コンピュータ実装方法は、温度制御を調整することをさらに含み、温度制御を調整することはサンプル環境をチューニングされた動作温度に設定し、チューニングされた動作温度は所望の動作温度から閾値範囲内にある。
[0047]実施例によっては、コンピュータ実装方法は、光源に関連付けられたキャリブレーション設定イベントを開始することと、キャリブレーション済み環境におけるキャリブレーション済み干渉縞パターンを表すキャリブレーション済み参照干渉縞データをキャプチャすることであって、キャリブレーション済み干渉縞パターンは導波路の参照チャネルを介して投射される、キャリブレーション済み参照干渉縞データをキャプチャすることと、キャリブレーション済み参照干渉縞データを記憶キャリブレーション干渉縞データとしてローカルメモリに記憶することとをさらに含む。
[0048]実施例によっては、キャリブレーション済み環境は、既知の動作温度を有する環境を含む。
[0049]実施例によっては、コンピュータ実装方法が提供される。コンピュータ実装方法は、未識別サンプル媒体のサンプル干渉縞データを受け取ることであって、サンプル干渉縞データが特定可能波長に関連付けられている、サンプル干渉縞データを受け取ることと、サンプル干渉縞データをトレーニング済みサンプル識別モデルに提供することと、トレーニング済みサンプル識別モデルから、サンプル干渉縞データに関連付けられたサンプル正体データに関連付けられたサンプル正体データを受け取ることとを含む。
[0050]実施例によっては、未識別サンプル媒体のサンプル干渉縞データを受け取ることは、特定可能波長の投射光を発生するように光源をトリガすることであって、投射光はサンプル干渉縞パターンに関連付けられている、光源をトリガすることと、撮像コンポーネントを使用して、サンプル干渉縞パターンを表すサンプル干渉縞データをキャプチャすることとを含む。
[0051]実施例によっては、サンプル正体データは、サンプル正体ラベルを含む。
[0052]実施例によっては、サンプル正体データは、複数のサンプル正体ラベルに関連付けられた複数の信頼スコアを含む。
[0053]実施例によっては、トレーニング済みサンプル識別モデルは、トレーニング済み深層学習モデルまたはトレーニング済み統計モデルを含む。
[0054]実施例によっては、コンピュータ実装方法は、サンプル環境に関連付けられた動作温度を特定することと、動作温度とサンプル干渉縞データとをトレーニング済みサンプル識別モデルに提供することとを含み、サンプル正体データは動作温度とサンプル干渉縞データとに応答して受け取られる。実施例によっては、コンピュータ実装方法は、複数の既知のサンプル正体ラベルに関連付けられた複数の干渉縞データを収集することと、複数の干渉縞データのそれぞれを複数の既知のサンプル正体ラベルとともにトレーニングデータベースに記憶することと、トレーニングデータベースからトレーニング済みサンプル識別モデルをトレーニングすることとさらに含む。
[0055]実施例によっては、サンプル検査デバイスは、基板と、基板上に配置された導波路と、基板上に配置されたレンズアレイとを含む。実施形態によっては、レンズアレイは導波路の入射端面に光を方向づけるように構成され得る。
[0056]実施形態によっては、レンズアレイは複合放物面集光（ＣＰＣ）レンズアレイを含み得る。
[0057]実施形態によっては、レンズアレイはマイクロＣＰＣレンズアレイを含み得る
[0058]実施形態によっては、レンズアレイは非対称ＣＰＣレンズアレイを含み得る。
[0059]実施形態によっては、レンズアレイは非対称マイクロＣＰＣレンズアレイを含み得る。
[0060]実施形態によっては、導波路は少なくとも１つの参照チャネルと少なくとも１つのサンプルチャネルとを含み得る。
[0061]実施形態によっては、レンズアレイは、少なくとも１つの参照チャネルの第１の入射端面と、少なくとも１つのサンプルチャネルの第２の入射端面とに光を方向づけるように構成され得る。
[0062]実施形態によっては、サンプル検査デバイスは、レンズアレイに結合された組み込み光学コンポーネントを含み得、組み込み光学コンポーネントはコリメータとビームスプリッタとを含み得る。
[0063]実施形態によっては、導波路は、複数の光チャネルのそれぞれが光路を画定する導波路内の複数の光チャネルと、複数の入射開口部を含む入射端面とを含み得、複数の入射開口部のそれぞれは複数の光チャネルのうちの１つに対応する。
[0064]実施形態によっては、入射端面は光を受光するように構成され得る。
[0065]実施形態によっては、複数の入射開口部のそれぞれは光を受光するように構成され得る。
[0066]実施形態によっては、複数の光チャネルのそれぞれは、光を対応する入射開口部から対応する光チャネルを通って導くように構成され得る。
[0067]実施形態によっては、複数の光チャネルのそれぞれは曲線部と直線部とを含み得る。
[0068]実施例によっては、導波路を製造する方法が提供される。この方法は、基板層上に中間層を付着させることと、中間層上に導波路層を付着させることと、中間層の第１の端面と、導波路層の第１の端面と、中間層の第２の端面と、導波路層の第２の端面とをエッチングすることとを含み得る。
[0069]実施形態によっては、導波路層の第１の端面は入射開口部を含み得、導波路層の第２の端面は出射開口部を含み得る。
[0070]実施形態によっては、導波路層の第１の端面は陥凹光学端面を含み得る。
[0071]実施形態によっては、導波路層の第２の端面は陥凹光学端面を含み得る。
[0072]実施形態によっては、この方法は、導波路層の第１の端面に光源を結合することを含み得る。
[0073]実施形態によっては、製造方法が、オンチップ流体系を備えた導波路を製作することと、オンチップ流体系を備えた導波路にカバーガラスコンポーネントを取り付けることとを含み得る。
[0074]実施形態によっては、オンチップ流体系を備えた導波路を製作することは、導波路層を製作することと、オンチップ流体系層を製作することと、オンチップ流体系層を導波路層の上面に付着させることとを含み得る。
[0075]実施形態によっては、カバーガラスコンポーネントを取り付けることは、接着層を製作することと、オンチップ流体系を備えた導波路の上面に接着層を付着させることと、接着層の上面にカバーガラス層を付着させることとを含み得る。
[0076]実施形態によっては、サンプル検査デバイスは、導波路ホルダコンポーネントの第１の面が少なくとも１つの位置合わせフィーチャを含む導波路ホルダコンポーネントと、少なくとも１つのエッチングされた端面を含む導波路とを含み得、少なくとも１つのエッチングされた端面は位置合わせ配置において導波路ホルダコンポーネントの少なくとも１つの位置合わせフィーチャと接触する。
[0077]実施形態によっては、少なくとも１つの位置合わせフィーチャは、導波路ホルダコンポーネントの第１の面に少なくとも１つの突起を含み得、位置合わせ配置のときに、少なくとも１つのエッチングされた端面が上記少なくとも１つの突起と接触する。
[0078]実施形態によっては、導波路ホルダコンポーネントは、ホルダカバー部材と、ホルダカバー部材に固定された流体ガスケット部材とを含み得、流体ガスケット部材はホルダカバー部材と導波路との間に位置する。
[0079]実施形態によっては、ホルダカバー部材は、ホルダカバー部材の上面に複数の入射開口部を含み得、流体ガスケット部材は、流体ガスケット部材の上面から突出する複数の入口を含み得る。
[0080]実施形態によっては、サンプル検査デバイスは、導波路の底面に配置された熱パッドコンポーネントを含み得る。
[0081]実施形態によっては、方法が提供される。この方法は、サンプル検査デバイスのサンプルチャネルを通して抗体溶液を投入することと、サンプルチャネルを通してサンプル媒体を注入することとを含み得る。
[0082]実施形態によっては、サンプル媒体を注入する前に、この方法は、抗体溶液の投入に続く培養期間後にサンプルチャネルを通して緩衝液を投入することを含み得る。
[0083]実施形態によっては、サンプル媒体の注入に続いて、この方法は、サンプルチャネルを通して洗浄溶液を投入することを含み得る。
[0084]実施形態によっては、コンピュータ実装方法が提供される。この方法は、未識別サンプル媒体の第１の干渉縞データを受け取ることと、第１の干渉縞データに基づいて少なくとも１つの統計量を計算することと、上記少なくとも１つの統計量を１つまたは複数の識別済み媒体に関連する１つまたは複数の統計量と比較することと、上記少なくとも１つの統計量と上記１つまたは複数の統計量とに基づいてサンプル正体データを判断することとを含み得る。
[0085]実施形態によっては、上記少なくとも１つの統計量は、第１の干渉縞データに関連する和、第１の干渉縞データに関連する平均、第１の干渉縞データに関連する標準偏差、第１の干渉縞データに関連する歪度、または第１の干渉縞データに関連する尖度値のうちの１つまたは複数を含み得る。
[0086]実施形態によっては、コンピュータ実装方法は識別済み参照媒体の第２の干渉縞データを受け取ることと、第２の干渉縞データに基づいて複数の統計量を計算することと、複数の統計量をデータベースに記憶することとを含み得る。
[0087]実施形態によっては、上記少なくとも１つの統計量を上記１つまたは複数の統計量と比較することは、上記少なくとも１つの統計量と上記１つまたは複数の統計量との差が閾値を満たすか否かを判断することを含み得る。
[0088]実施形態によっては、コンピュータ実装方法は、上記少なくとも１つの統計量と上記１つまたは複数の統計量との差が閾値を満たすとの判断に応答して、上記１つまたは複数の統計量に関連付けられた識別済み参照媒体の正体データに基づいてサンプル正体データを判断することを含み得る。
[0089]実施形態によっては、サンプル検査デバイスが、スロットベースと少なくとも１つの光学窓とを含む分析器装置と、スロットベースに固定されたセンサカートリッジとを含み得、上記少なくとも１つの光学窓はセンサカートリッジの入射窓またはセンサカートリッジの出射窓のうちの一方と位置合わせされる。実施形態によっては、センサカートリッジは本明細書に記載の基板層と導波路とを含む。
[0090]実施形態によっては、センサカートリッジは、基板層と、基板層の上面に
配置された導波路と、導波路の上面に配置されたカバー層とを含み得る。
[0091]実施形態によっては、導波路は、導波路の上面に少なくとも１つの開口部を含み得る。
[0092]実施形態によっては、カバー層は少なくとも１つの開口部を含み得る。
[0093]実施形態によっては、カバー層は導波路に摺動可能に取り付けられ得る。
[0094]実施形態によっては、サンプル検査デバイスが、導波路と、導波路の上面に配置されたサンプル採集コンポーネントとを含み、サンプル採集コンポーネントはアノード素子を含み得る。
[0095]実施形態によっては、導波路の上面は接地グリッド層を含み得る。
[0096]実施形態によっては、接地グリッド層は金属材料を含み得る。
[0097]実施形態によっては、接地グリッド層は接地に接続され得る。
[0098]実施形態によっては、導波路は接地グリッド層の下に配置されたクラッド窓層を含み得る。
[0099]実施形態によっては、導波路はクラッド窓層の下に配置された光遮蔽層を含み得る。
[00100]実施形態によっては、導波路は光遮蔽層の下に配置された平面層を含み得る。
[00101]実施形態によっては、導波路は平面層の下に配置された導波路コア層を含み得る。
[00102]実施形態によっては、導波路は導波路コア層の下に配置されたクラッド層を含み得る。
[00103]実施形態によっては、導波路はクラッド層の下に配置された基板層を含み得る。
[00104]実施形態によっては、サンプル検査デバイスが、少なくとも１つの気流開口部材を含む外殻コンポーネントと、上記少なくとも１つの気流開口部材に対応する送風部材を含むベースコンポーネントを含み得、送風部材は導波路に空気を送るように構成される。
[00105]実施形態によっては、導波路はベースコンポーネントの内面に配置され得る。
[00106]実施形態によっては、サンプル検査デバイスは、ベースコンポーネントの内面に配置されて、送風部材を導波路に接続する、エアロゾルサンプル採集コンポーネントを含み得る。
[00107]実施形態によっては、ベースコンポーネントは電力プラグ部材を含み得る。
[00108]実施形態によっては、サンプル検査デバイスが、ポンプと、ポンプと第１の流体チャネルとに接続された第１のバルブと、第１のバルブと第２のバルブとに接続された緩衝液ループとを含む。
[00109]実施形態によっては、第１のバルブおよび第２のバルブは２構成６ポートバルブである。実施形態によっては、ポンプは第１のバルブの第５のポートに接続される。実施形態によっては、第１の流体チャネルは第１のバルブの第６のポートに接続される。
[00110]実施形態によっては、第１のバルブが第１の構成のとき、第１のバルブの第５のポートが第１のバルブの第６のポートに接続される。実施形態によっては、第１のバルブが第１の構成のとき、ポンプは第１のバルブを通して第１の流体チャネルに緩衝液を供給するように構成される。
[00111]実施形態によっては、第１のバルブが第２の構成のとき、第１のバルブの第５のポートが第１のバルブの第４のポートに接続される。実施形態によっては、第１のバルブの第４のポートが第１のサンプルループを介して第１のバルブの第１のポートに接続される。
[00112]実施形態によっては、第１のサンプルループは、第１の流体を含む。実施形態によっては、第１のバルブが第２の構成のとき、ポンプが第１の流体チャネルに第１の流体を注入するように構成される。
[00113]実施形態によっては、第２のバルブは第２の流体チャネルに接続される。実施形態によっては、第２のバルブは第２のサンプルループを含む。実施形態によっては、第２のサンプルループは第２の流体を含む。実施形態によっては、ポンプは同時に第１の流体チャネルに第１の検査液体を注入し、第２の流体チャネルに第２の検査液体を注入するように構成される。
[00114]実施形態によっては、サンプル検査デバイスが、導波路が埋め込まれた誘電体の固有反射率をレーザがその膜に入射した時点を示す信号として使用して、レーザ源または屈折もしくは反射させる光学素子を表面からの後方反射パワーの変化を検出するまで垂直次元において移動させることによって、レーザ源を導波路に位置合わせし、主機能導波路に結合するためにレーザ源または屈折もしくは反射させる光学素子を水平次元において、導波路に形成された格子から標的領域のいずれかの側に回折された光のパターンによって示される方向に移動させるように構成されたプロセッサをさらに含み、格子の位置または空間周波数は標的の一方の側と他方の側とで異なる。実施形態によっては、レーザ源を導波路に位置合わせする方法が、レーザ源から放射されるレーザビームの照準を導波路マウントに合わせることと、撮像コンポーネントにより、導波路内の格子結合器から反射されるレーザビームによって形成される少なくとも１つの格子結合器スポットを検出するまで、レーザ源を垂直次元において上方に移動させることとを含む。
[00115]実施形態によっては、導波路は導波路マウントの上面に配置される。実施形態によっては、導波路の上面に流体カバーが配置される。
[00116]実施形態によっては、導波路マウントの反射率が導波路の反射率よりも高い。
[00117]実施形態によっては、導波路は光チャネルと複数の位置合わせチャネルとを含む。実施形態によっては、複数の位置合わせチャネルのそれぞれは少なくとも１つの格子結合器を含む。
[00118]実施形態によっては、レーザ源を導波路に位置合わせする方法は、少なくとも１つの格子結合器に関連付けられた空間周波数に少なくとも部分的に基づいてレーザ源を水平次元に移動させることをさらに含む。
[00119]実施形態によっては、レーザ源を導波路に位置合わせする方法が、レーザ源によって放射されたレーザビームの照準を導波路マウントに合わせることと、光ダイオードによって検出されたレーザビームからの後方反射信号パワーが閾値を満たすまでレーザ源を垂直次元において上方に移動させることとを含む。
[00120]実施形態によっては、導波路は、生物学的含有物の非ウイルス標識と、生物学的含有物のウイルス標識とを含むサンプル媒体を受け入れるように構成される。実施形態によっては、サンプル検査デバイスは、生物学的含有物の非ウイルス標識の濃度レベルが閾値を満たすか否かを判断するように構成されたプロセッサをさらに含む。実施形態によっては、方法が生物学的含有物の非ウイルス標識の濃度レベルを検出することと、生物学的含有物の非ウイルス標識の濃度レベルが閾値を満たすか否かを判断することとを含む。
[00121]実施形態によっては、生物学的含有物の非ウイルス標識の濃度レベルが閾値を満たすとの判断に応答して、この方法は生物学的含有物のウイルス標識の濃度レベルを検出することをさらに含む。
[00122]実施形態によっては、生物学的含有物の非ウイルス標識の濃度レベルが閾値を満たさないとの判断に応答して、この方法は警告信号を送信することをさらに含む。
[00123]実施形態によっては、方法が生物学的含有物の非ウイルス標識の濃度レベルを検出することと、生物学的含有物のウイルス標識の濃度レベルを検出することと、生物学的含有物のウイルス標識の比較濃度レベルを計算することとを含む。
[00124]実施形態によっては、サンプル検査デバイスが、導波路プラットフォームと、導波路プラットフォームの上面に配置された照準制御ベースと、導波路プラットフォームの上面に配置された導波路ベースとを含む。
[00125]実施形態によっては、導波路ベースは導波路を含む。実施形態によっては、照準制御ベースはレーザ源を含む。実施形態によっては、照準制御ベースは、導波路の入射端にレーザ源を位置合わせするように構成される。
[00126]実施形態によっては、照準制御ベースは、照準制御ベースのピッチまたはロールのうちの少なくとも一方を制御するように構成された少なくとも１つの電磁アクチュエータを含む。
[00127]実施形態によっては、照準制御ベースは走査部材を含む。
[00128]実施形態によっては、導波路カートリッジが、導波路と、導波路の上面に配置された流体チャネルプレートと、流体チャネルプレートの上面に配置されたカートリッジ本体と、カートリッジ本体の上面に配置された流体カバーと、流体カバーの上面に配置されたカートリッジカバーとを含む。
[00129]実施形態によっては、カートリッジ本体は、カートリッジ本体の底面に配置された複数のポートを含み、複数のポートのそれぞれが流体チャネルプレートによって画定された少なくとも１つの流体チャネルに接続される。
[00130]実施形態によっては、カートリッジ本体は緩衝液貯蔵部と、参照ポートと、サンプルポートと、排出チャンバとを含む。
[00131]実施形態によっては、システムが、蒸発器ユニットと凝縮器ユニットとを含む。実施形態によっては、蒸発器ユニットは、圧縮器と凝縮器ユニットの凝縮器コイルとに接続された蒸発器コイルを含む。実施形態によっては、蒸発器ユニットは、蒸発器コイルの下に配置されて、凝縮液体を受けるように構成された凝縮液トレイを含む。実施形態によっては、凝縮器ユニットは凝縮液トレイに接続されたサンプル採取デバイスを含む。
[00132]実施形態によっては、蒸発器コイルは１つまたは複数の疎水性層を含む。
[00133]実施形態によっては、サンプル採取デバイスは緩衝液を貯蔵する。
[00134]以上の例示の概要および本開示のその他の例示の目的および／または利点と、それらが実現される方式について、以下の詳細な説明とその添付図面とにおいてさらに説明する。
[00135]例示の実施例の説明は、添付図面とともに読むことができる。簡潔にするためと図をわかりやすくするため、特に明記されていない限り図面に示されているコンポーネントおよび部材は、必ずしも一律の縮尺では描かれていないことはわかるであろう。例えば、特に明記されていない限り、コンポーネントまたは部材のうちの一部の寸法が他の部材に対して相対的に誇張されている場合がある。本開示の教示を組み込んだ実施例を示し、本明細書で提示される図面に関連して説明する。
[00136]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスを示す例示のブロック図を示す図である。 [00137]本開示の様々な実施例による、例示の導波路を含む例示のサンプル検査デバイスを示す図である。 [00138]本開示の様々な実施例による、エバネッセント場の例示の変化を示す例示の図である。 [00139]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスの例示の透視図を示す図である。 [00140]本開示の様々な実施例による、図４の例示のサンプル検査デバイスの例示の側断面図を示す図である。 [00141]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスの例示の透視図を示す図である。 [00142]本開示の様々な実施例による、図６の例示のサンプル検査デバイスの例示の側断面図を示す図である。 [00143]本開示の様々な実施例による、例示のレンズアレイの例示の図を示す図である。 [00144]本開示の様々な実施例による、例示のレンズアレイの例示の図を示す図である。 [00145]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスの例示の透視図を示す図である。 [00146]本開示の様々な実施例による、図１０の例示のサンプル検査デバイスの例示の側断面図を示す図である。 [00147]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスの例示の透視図を示す図である。 [00148]本開示の様々な実施例による、図１２の例示のサンプル検査デバイスの例示の側断面図を示す図である。 [00149]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスの例示の透視図を示す図である。 [00150]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスの例示の側断面図を示す図である。 [00151]図１６Ａは、本開示の様々な実施例による、例示のモバイルポイントオブケアコンポーネントの例示の透視図を示す図である。[00152]図１６Ｂは、本開示の様々な実施例による、図１６Ａの例示のモバイルポイントオブケアコンポーネントの例示の上面図を示す図である。[00153]図１６Ｃは、本開示の様々な実施例による、図１６Ａの例示のモバイルポイントオブケアコンポーネントの例示の側断面図を示す図である。 [00154]本開示の様々な実施例による、例示の熱的に制御された導波路ハウジングの例示の透視図を示す図である。 [00155]本開示の様々な実施例による、例示の熱的に制御された導波路ハウジングの例示の側断面図を示す図である。 [00156]本開示の様々な実施例による、例示の導波路の例示の透視図を示す図である。 [00157]図２０Ａは、本開示の様々な実施例による、例示の導波路の例示の側断面図を示す図である。[00158]図２０Ｂは、本開示の様々な実施例による、例示の導波路の例示の側断面図を示す図である。 [00159]本開示の様々な実施例による、例示の導波路の例示の透視図を示す図である。 [00160]本開示の様々な実施例による、例示の導波路の例示の上面図を示す図である。 [00161]本開示の様々な実施例による、例示の導波路の例示の側面図を示す図である。 [00162]本開示の様々な実施例による、例示の導波路を設ける例示の方法を示す図である。 [00163]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスの一部を示す例示の図である。 [00164]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスの一部を示す例示の図である。 [00165]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスの一部を示す例示の図である。 [00166]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスを示す例示の図である。 [00167]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスを示す例示の図である。 [00168]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスを示す例示の図である。 [00169]本開示の様々な実施例による、例示の導波路の一部を示す図である。 [00170]本開示の様々な実施例による、例示の導波路の一部を示す図である。 [00171]本開示の様々な実施例による、例示の導波路の一部を示す図である。 [00172]本開示の様々な実施例による、例示の導波路の一部を示す図である。 [00173]本開示の様々な実施例による、例示の導波路の一部を示す図である。 [00174]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスを示す図である。 [00175]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスを示す図である。 [00176]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスを示す図である。 [00177]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスを示す図である。 [00178]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスを示す図である。 [00179]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスを示す図である。 [00180]本開示の様々な実施例による、例示の導波路ホルダコンポーネントを示す図である。 [00181]本開示の様々な実施例による、例示の導波路ホルダコンポーネントを示す図である。 [00182]本開示の様々な実施例による、例示の導波路ホルダコンポーネントを示す図である。 [00183]図４０Ａは、本開示の様々な実施例による、例示の導波路を示す図である。[00184]図４０Ｂは、本開示の様々な実施例による、例示の導波路を示す図である。[00185]図４０Ｃは、本開示の様々な実施例による、例示の導波路を示す図である。 [00186]図４１Ａは、本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスを示す図である。[00187]図４１Ｂは、本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスを示す図である。 [00188]本開示の様々な実施例による、例示の導波路を示す図である。 [00189]本開示の様々な実施例による、例示の導波路を示す図である。 [00190]本開示の様々な実施例による、例示の導波路を示す図である。 [00191]本開示の様々な実施例による、例示の導波路を示す図である。 [01092]本開示の様々な実施例による、例示のグラフ視覚化を示す図である。 [00193]本開示の様々な実施例による、例示のグラフ視覚化を示す図である。 [00194]本開示の様々な実施例による、検知および／または処理のための例示の装置の例示のブロック図を示す図である。 [00195]本開示の様々な実施例による、検知および／または処理のための例示の装置の例示のブロック図を示す図である。 [00196]本開示の様々な実施例による、例示の動作を示す例示のフローチャートを示す図である。 [00197]本開示の様々な実施例による、例示の動作を示す例示のフローチャートを示す図である。 [00198]本開示の様々な実施例による、例示の動作を示す例示のフローチャートを示す図である。 [00199]本開示の様々な実施例による、例示の動作を示す例示のフローチャートを示す図である。 [00200]本開示の様々な実施例による、例示の動作を示す例示のフローチャートを示す図である。 [00201]本開示の様々な実施例による、例示の動作を示す例示のフローチャートを示す図である。 [00202]本開示の様々な実施例による、例示の動作を示す例示のフローチャートを示す図である。 [00203]本開示の様々な実施例による、例示の動作を示す例示のフローチャートを示す図である。 [00204]本開示の様々な実施例による、例示の基礎構造を示す図である。 [00205]本開示の様々な実施例による、例示のフローチャートを示す図である。 [00206]本開示の様々な実施例による、例示のフローチャートを示す図である。 [00207]本開示の様々な実施例による、例示のフローチャートを示す図である。 [00208]本開示の様々な実施例による、例示のセンサカートリッジの例示の分解図を示す図である。 [00209]図６０Ａは本開示の様々な実施例による、例示のセンサカートリッジを示す例示の図である。[00210]図６０Ｂは、本開示の様々な実施例による、例示のセンサカートリッジを示す例示の図である。 [00211]図６１Ａは、本開示の様々な実施例による、例示のセンサカートリッジを示す例示の図である。[00212]図６１Ｂは、本開示の様々な実施例による、例示のセンサカートリッジを示す例示の図である。 [00213]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスを示す図である。 [00214]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスを示す図である。 [00215]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスを示す図である。 [00216]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスを示す図である。 [00217]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスを示す図である。 [00218]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスを示す図である。 [00219]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスを示す図である。 [00220]図６５Ａは、本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスの一部を示す図である。[00221]図６５Ｂは、本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスの一部を示す図である。 [00222]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスを示す図である。 [00223]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスを示す図である。 [00224]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスを示す図である。 [00225]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスを示す図である。 [00226]図６７Ａは、本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスに関連する例示のコンポーネントを示す図である。[00227]図６７Ｂは、本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスに関連する例示のコンポーネントを示す図である。 [00228]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスを示す例示の図である。 [00229]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスに関連する例示の透視図を示す図である。 [00230]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスに関連する例示の分解図を示す図である。 [00231]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスに関連する例示のコンポーネントの例示の透視図を示す図である。 [00232]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスに関連する例示のコンポーネントの例示の上面図を示す図である。 [00233]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスに関連する例示のコンポーネントの例示の側面図を示す図である。 [00234]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスに関連する例示のコンポーネントの例示の側面図を示す図である。 [00235]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスからの例示の生応答信号を示す例示の図である。 [00236]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスからの例示の正規化応答信号を示す例示の図である。 [00237]図７３Ａは、本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスの少なくとも一部と例示のレーザ位置合わせデバイスとに関連する例示の断面側面図を示す図である。[00238]図７３Ｂは、本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスの少なくとも一部と例示のレーザ位置合わせデバイスとに関連する例示の断面側面図を示す図である。[00239]図７３Ｃは、本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスの少なくとも一部と例示のレーザ位置合わせデバイスとに関連する例示の断面側面図を示す図である。 [00240]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスの少なくとも一部に関連する例示の上面図を示す図である。 [00241]図７５Ａは、本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスの少なくとも一部と例示のレーザ位置合わせデバイスとに関連する例示の上面図を示す図である。[00242]図７５Ｂは、本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスの少なくとも一部と例示のレーザ位置合わせデバイスとに関連する例示の上面図を示す図である。 [00243]図７６Ａは、本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスの少なくとも一部とレーザ位置合わせデバイスとに関連する例示の断面側面図を示す図である。[00244]図７６Ｂは、本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスの少なくとも一部とレーザ位置合わせデバイスとに関連する例示の断面側面図を示す図である。[00245]図７６Ｃは、本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスの少なくとも一部とレーザ位置合わせデバイスとに関連する例示の断面側面図を示す図である。 [00246]本開示の様々な実施例による、例示のレーザ位置合わせデバイスからの例示の信号を示す例示の図である。 [00247]本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスの少なくとも一部に関連する例示の上面図を示す図である。 [00248]図７９Ａは、本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスの少なくとも一部と例示のレーザ位置合わせデバイスとに関連する例示の上面図を示す図である。[00249]図７９Ｂは、本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイスの少なくとも一部と例示のレーザ位置合わせデバイスとに関連する例示の上面図を示す図である。 [00250]本開示の様々な実施例による、例示の流体チャネルと、生物学的含有物の例示の非ウイルス標識と生物学的含有物の例示のウイルス標識とを示す例示の図である。 [00251]本開示の様々な実施例による、例示の方法を示す例示の図である。 [00252]本開示の様々な実施例による、例示の方法を示す例示の図である。 [00253]本開示の様々な実施例による、サンプル検査デバイスの例示の透視図を示す図である。 [00254]本開示の様々な実施例による、サンプル検査デバイスの別の例示の透視図を示す図である。 [00255]本開示の様々な実施例による、サンプル検査デバイスの例示の側面図を示す図である。 [00256]本開示の様々な実施例による、サンプル検査デバイスの例示の上面図を示す図である。 [00257]本開示の様々な実施例による、サンプル検査デバイスの例示の断面図を示す図である。 [00258]本開示の様々な実施例による、照準制御ベースの例示の透視図を示す図である。 [00259]本開示の様々な実施例による、照準制御ベースの別の例示の透視図を示す図である。 [00260]本開示の様々な実施例による、照準制御ベースの例示の側面図を示す図である。 [00261]本開示の様々な実施例による、照準制御ベースの例示の上面図を示す図である。 [00262]本開示の様々な実施例による、走査部材の例示の透視図を示す図である。 [00263]本開示の様々な実施例による、走査部材の別の例示の分解図を示す図である。 [00264]本開示の様々な実施例による、走査部材の別の例示の分解図を示す図である。 [00265]本開示の様々な実施例による、走査部材の例示の側面図を示す図である。 [00266]本開示の様々な実施例による、共振可撓材コンポーネントの例示の透視図を示す図である。 [00267]本開示の様々な実施例による、導波路カートリッジの例示の透視図を示す図である。 [00268]本開示の様々な実施例による、導波路カートリッジの例示の透視図を示す図である。 [00269]本開示の様々な実施例による、導波路カートリッジの例示の分解図を示す図である。 [00270]本開示の様々な実施例による、導波路カートリッジの例示の上面図を示す図である。 [00271]本開示の様々な実施例による、導波路カートリッジの例示の側面図を示す図である。 [00272]本開示の様々な実施例による、導波路カートリッジの例示の底面図を示す図である。 [00273]図８７Ａは、本開示の様々な実施例による、導波路の例示の透視図を示す図である。[00274]図８７Ｂは、本開示の様々な実施例による、導波路の例示の上面図を示す図である。[00275]図８７Ｃは、本開示の様々な実施例による、導波路の例示の側面図を示す図である。 [00276]本開示の様々な実施例による、流体チャネルプレートの例示の透視図を示す図である。 [00277]本開示の様々な実施例による、流体チャネルプレートの例示の上面図を示す図である。 [00278]本開示の様々な実施例による、流体チャネルプレートの例示の断面図を示す図である。 [00279]本開示の様々な実施例による、流体チャネルプレートの例示の側面図を示す図である。 [00280]本開示の様々な実施例による、カートリッジ本体の例示の透視図を示す図である。 [00281]本開示の様々な実施例による、カートリッジ本体８９００の例示の透視図を示す図である。 [00282]本開示の様々な実施例による、カートリッジ本体の例示の上面図を示す図である。 [00283]本開示の様々な実施例による、カートリッジ本体の例示の底面図を示す図である。 [00284]本開示の様々な実施例による、カートリッジ本体の例示の側面図を示す図である。 [00285]本開示の様々な実施例による、流体カバーの例示の透視図を示す図である。 [00286]本開示の様々な実施例による、流体カバーの例示の透視図を示す図である。 [00287]本開示の様々な実施例による、流体カバーの例示の上面図を示す図である。 [00288]本開示の様々な実施例による、流体カバーの例示の側面図を示す図である。 [00289]本開示の様々な実施例による、流体カバーの例示の底面図を示す図である。 [00290]図９１Ａは、本開示の様々な実施例による、排気フィルタの例示の透視図を示す図である。[00291]図９１Ｂは、本開示の様々な実施例による、排気フィルタの例示の側面図を示す図である。[00292]図９１Ｃは、本開示の様々な実施例による、排気フィルタの例示の底面図を示す図である。 [00293]図９２Ａは、本開示の様々な実施例による、カートリッジカバーの例示の透視図を示す図である。[00294]図９２Ｂは、本開示の様々な実施例による、カートリッジカバーの例示の上面図を示す図である。[00295]図９２Ｃは、本開示の様々な実施例による、カートリッジカバーの例示の側面図を示す図である。 [00296]本開示の様々な実施例による、例示のシステムの例示のブロック図を示す図である。 [00297]本開示の様々な実施例による、例示のシステムの例示のブロック図を示す図である。
[00298]以下に、本開示の一部の実施形態について、本開示のすべての実施例ではないが一部の実施例が示されている添付図面を参照しながらより詳細に説明する。実際に、これらの開示は、多くの異なる形態で実施可能であり、本明細書に記載されている実施例に限定されるものと解釈すべきではなく、これらの実施例は、本開示が適用可能な法的要件を満たすように提供されるものである。全体を通して同様の番号は同様の要素を指す。
[00299]「一実施例」、「一実施例によると」、「実施例によっては」などの語句は、その語句に続く特定の特徴、構造または特性が、本開示の少なくとも１つの実施例に含まれ得るとともに、本開示の複数の実施例に含まれ得ることを一般に意味する（重要なことは、そのような語句は必ずしも同じ実施例を指すわけではない）。
[00300]本明細書で、コンポーネントまたは特徴が、含まれまたは特性を有し「得る」、「ことができる」、「してよい」、「べきである」、「ことになる」、「好ましくは」、「場合によっては」、「典型的には」、「任意により」「例えば」、「一例として」、「実施例によっては」、「しばしば」含まれるまたは特性を有する「ことがある」（またはその他の同様の表現）と記載されている場合、その特定のコンポーネントまたは特徴は、必ず含まれる必要はなく、またはその特性を必ず有する必要はない。そのようなコンポーネントまたは特徴は、任意により一部の実施例に含まれてよく、または省かれてもよい。
[00301]本明細書で使用されている「実施例」または「例示の」という語は、「例となる事例または例示」を意味する。本明細書に「例示の」として記載されているいずれの実装形態も、必ずしも他の実装形態よりも好ましいかまたは有利であるものと解釈されるべきではない。
[00302]本開示における「電子的に結合されている」、「電子的に結合している」、「電子的に結合する」、「通信する」、「電子通信する」、または「接続される」という用語は、２つ以上の部材またはコンポーネントが、それらの部材またはコンポーネントとの間で信号、電圧／電流、データおよび／または情報が送信および／または受信され得るように、有線手段および／または無線手段を介して接続されていることを指す。
[00303]干渉分光法とは、１つまたは複数の波、ビーム、および／または信号など（光学光ビーム、電磁波、および／または音波などを含むがこれらには限定されない）を互いに重なり合い、重ね合わさり、および／または干渉し合うようにし得る機構および／または技術を指す。干渉分光法は、物体、物質、有機体、ならびに／または化学および／もしくは生体溶液などを検知（検出、測定および／または識別することを含むがこれらには限定されない）する様々な方法、装置およびシステムの基礎を提供し得る。
[00304]本開示の実施例によると、物体、物質、有機体、化学および／もしくは生体溶液、ならびに／または化合物などを検知（検出、測定および／または識別することを含むがこれらには限定されない）するための様々な方法、装置およびシステムが干渉分光法に基づき得る。例えば、「干渉分光法式サンプル検査デバイス」または「サンプルテクスティングデバイス」は、例えば、エネルギーを伝達し得る（光学光ビーム、電磁波、および／または音波などを含むがこれらには限定されない）２つ以上の波、ビーム、および／または信号などの推論、重ね合わせおよび／または重なりに基づいて１つまたは複数の測定値を出力し得る計器であり得る。
[00305]実施例によっては、干渉分光法式サンプル検査デバイスは、２つ以上の物体、物質、有機体、化学および／もしくは生体溶液、ならびに／または化合物などの位置または表面構造を、比較、対照、および／または区別し得る。次に図１を参照すると、例示のサンプル検査デバイス１００を示す例示のブロック図が示されている。実施例によっては、例示のサンプル検査デバイス１００は、振幅干渉計などであるがこれには限定されない、干渉分光法式サンプル検査デバイスであり得る。
[00306]図１に示す実施例では、サンプル検査デバイス１００は、光源１０１、ビームスプリッタ１０３、参照面コンポーネント１０５、サンプル面コンポーネント１０７、および／または撮像コンポーネント１０９を含み得る。
[00307]実施例によっては、光源１０１は、光の生成、発生および／または放射を生成、発生、放射および／またはトリガするように構成され得る。例示の光源１０１は、レーザダイオード（例えば、紫色レーザダイオード、可視レーザダイオード、端面発光レーザダイオード、および／または表面発光レーザダイオードなどを含み得るがこれには限定されない。上記に加えて、または上記に代えて、光源１０１は、白熱式光源（ハロゲンランプ、ネルンストランプなどであるがこれらには限定されない）、ルミネセンス式光源（蛍光灯などであるがこれには限定されない）、燃焼式光源（カーバイドランプ、アセチレンガスランプなどであるがこれらには限定されない）、電気アーク式光源（炭素アークランプなどであるがこれには限定されない）、ガス放電式光源（キセノンランプ、ネオンランプなどであるがこれらには限定されない）、高輝度放電式光源（ＨＩＤ）（水銀石英ヨウ化物（ＨＱＩ）ランプ、メタルハライドランプなどであるがこれらには限定されない）などを含み得るがこれらには限定されない。上記に加えて、または上記に代えて、光源１０１は、１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み得る。上記に加えて、または上記に代えて、光源１０１は１つまたは複数の他の形態の自然および／または人工光源を含み得る。
[00308]実施例によっては、光源１０１は、所定閾値内のスペクトル純度を有する光を発生するように構成され得る。例えば、光源１０１は、単一周波数レーザビームを発生し得るレーザダイオードを含み得る。これに加えて、またはこれに代えて、光源１０１は、スペクトル純度の変化を有する光を発生するように構成され得る。例えば、光源１０１は、波長可変レーザビームを発生し得るレーザダイオードを含み得る。実施例によっては、光源１０１は、広域光学スペクトルを有する光を発生するように構成され得る。
[00309]図１に示す実施例では、光源１０１によって発生、放射および／またはトリガされる光は、光路を通り、ビームスプリッタ１０３に達し得る。実施例によっては、ビームスプリッタ１０３は、光を２つ以上の、区分、部分および／またはビームに区分、分割および／または分離するように構成され得る、１つまたは複数の光学素子を含み得る。例えば、ビームスプリッタ１０３は、プレート型ビームスプリッタを含み得る。プレート型ビームスプリッタは、ガラスプレートを含み得る。平面ガラスプレートの１つまたは複数の面が１つまたは複数の化学コーティングでコーティングされ得る。例えば、ガラスプレートは、光の少なくとも一部がガラスプレートで反射され、光の少なくとも別の一部がガラスプレートを透過され得るように、化学コーティングでコーティングされ得る。実施例によっては、プレート型ビームスプリッタは、入射光の角度に対して４５度の角度で配置され得る。実施例によっては、プレート型ビームスプリッタは、他の角度で配置されてもよい。
[00310]上記の説明は、ビームスプリッタ１０３の例を示しているが、本開示の範囲は上記の説明には限定されないことに留意されたい。実施例によっては、例示のビームスプリッタ１０３は、１つまたは複数の追加および／または代替の要素を含み得る。例えば、ビームスプリッタ１０３は、キューブビームスプリッタ素子を含み得る。この実施例では、キューブビームスプリッタ素子は、互いに付着された２つの直角プリズムを含み得る。例えば、一方の直角プリズムの１つの側方面または斜面が他方の直角プリズムの１つの側方面または斜面に付着され得る。実施例によっては、２つの直角プリズムは立方体形状を形成し得る。これに加えて、またはこれに代えて、ビームスプリッタ１０３は他の素子を含み得る。
[00311]上記の説明は、ビームスプリッタ１０３の例示の材料としてガラスを示しているが本開示の範囲は上記の説明には限定されないことに留意されたい。実施例によっては、例示のビームスプリッタ１０３は、透明プラスチック、および／または光ファイバ材料などであるがこれらには限定されない１つまたは複数の追加および／または代替の材料を含み得る。これに加えて、またはこれに代えてビームスプリッタ１０３は他の材料を含み得る。
[00312]図１に示す実施例では、ビームスプリッタ１０３は光源１０１から受光した光を少なくとも２つの部分に分割し得る。例えば、光の第１の部分がビームスプリッタ１０３で反射し、参照面コンポーネント１０５に達し得る。光の第２の部分は、ビームスプリッタ１０３を透過してサンプル面コンポーネント１０７に達し得る。
[00313]本開示では、「面コンポーネント」という用語は、受け取った波、ビーム、および／もしくは信号などの少なくとも一部が通過する、ならびに／または、受け取った波、ビーム、および／もしくは信号などの少なくとも一部を反射することを可能にするように構成され得る物理構造を指す。実施例によっては、例示の面コンポーネントは、１つもしくは複数の反射光学コンポーネントおよび／または１つもしくは複数の透過光学コンポーネントを含む、１つまたは複数の光学コンポーネントを含み得る。例えば、例示の面コンポーネントは、ミラー、および／または再帰反射器などを含み得る。これに加えて、またはこれに代えて、面コンポーネントは、１つまたは複数のレンズ、フィルタ、窓、光学平面、プリズム、偏光板、ビームスプリッタ、および／または波長板などを含み得る。
[00314]図１に示す実施例では、例示のサンプル検査デバイスは、２つの面コンポーネント、すなわち参照面コンポーネント１０５とサンプル面コンポーネント１０７とを含み得る。実施例によっては、参照面コンポーネント１０５および／またはサンプル面コンポーネント１０７は、上記のものなどであるがそれらには限定されない１つまたは複数の光学コンポーネントを含み得る。本明細書で詳述するように、参照媒体が参照面コンポーネント１０５の表面の少なくとも一部と接触し、および／またはサンプル媒体がサンプル面コンポーネント１０７の表面の少なくとも一部と接触し得る。
[00315]図１に示す実施例では、参照面コンポーネント１０５とサンプル面コンポーネント１０７は、それぞれ光の少なくとも１つのビームをビームスプリッタ１０３に反射し戻す。例えば、参照面コンポーネント１０５は、少なくとも光の第１の部分のビームをビームスプリッタ１０３に反射し戻し得る。サンプル面コンポーネント１０７は、少なくとも光の第２の部分のビームをビームスプリッタ１０３に反射し戻し得る。
[00316]実施例によっては、参照面コンポーネント１０５から反射された光のビームと、サンプル面コンポーネント１０７から反射された光のビームは、ビームスプリッタ１０３で少なくとも部分的に再結合および／または再接合され得る。
[00317]例えば、参照面コンポーネント１０５とサンプル面コンポーネント１０７は互いに垂直配置され得る（図１に示す実施例など）。このような実施例では、参照面コンポーネント１０５から反射された光のビームとサンプル面コンポーネント１０７から反射された光のビームとがビームスプリッタ１０３によって、撮像コンポーネント１０９に向かって進み得る光の少なくとも１つのビームとして再結合され得る。これに加えて、またはこれに代えて、ビームスプリッタ１０３は、参照面コンポーネント１０５からの光のビームとサンプル面コンポーネント１０７からの光のビームの少なくとも一部を光源１０１に反射し戻し得る。
[00318]実施例によっては、光のビームの再結合は、ビームスプリッタ１０３とは異なる場所で起こり得る。例えば、ビームスプリッタ１０３は、１つまたは複数の再帰反射器を含み得る。そのような実施例では、ビームスプリッタ１０３は、参照面コンポーネント１０５とサンプル面コンポーネント１０７とからの光を再結合して光の２つ以上のビームとし得る。
[00319]実施例によっては、光の再結合されたビームの観察強度は、参照面コンポーネント１０５から反射された光のビームとサンプル面コンポーネント１０７から反射された光のビームとの振幅差および位相差に応じて変化する。
[00320]例えば、参照面コンポーネント１０５から反射した光のビームとサンプル面コンポーネント１０７から反射した光のビームとの位相差は、例えば、参照面コンポーネント１０５および／またはサンプル面コンポーネント１０７の、形態、テクスチャ、形状、傾斜および／または屈折率の相違に起因し得る光路の異なる長さおよび／または方向をビームが進むときに生じ得る。本明細書でさらに説明するように、屈折率は、例えば、参照面コンポーネント１０５および／またはサンプル面コンポーネント１０７上の１つまたは複数の物体、物質、有機体、化学および／もしくは生体溶液、ならびに／または化合物などの存在に起因して変化し得る。
[00321]実施例によっては、参照面コンポーネント１０５から反射した光のビームとサンプル面コンポーネント１０７から反射した光のビームとがそれらのビームが再結合される点で厳密に位相がずれる場合、光のその２つのビームは互いに相殺し、その結果の強度がゼロになり得る。これは、「相殺的干渉」とも呼ばれる。
[00322]実施例によっては、参照面コンポーネント１０５から反射した光のビームとサンプル面コンポーネント１０７から反射した光のビームとがそれらのビームが再結合される点で強度が等しく、厳密に同相である場合、その結果の強度はいずれかのビームの個別の強度の４倍になり得る。これは「建設的干渉」とも呼ばれる。
[00323]上記に加えて、または上記に代えて、参照面コンポーネント１０５から反射した光のビームとサンプル面コンポーネント１０７から反射した光のビームとが空間的に拡張される場合、２つのビームを含む波面の相対位相において表面領域全体にわたって変動があり得る。例えば、建設的干渉と相殺的干渉の交互の領域が、交互になった明帯と暗帯とを生じさせることがあり、それによって干渉縞パターンが生じ得る。干渉縞パターンの例示の詳細については、本明細書でさらに説明し、図示する。
[00324]図１に示す実施例では、例示のサンプル検査デバイス１００は、干渉縞パターンを検出、測定および／または識別するように構成され得る撮像コンポーネント１０９を含み得る。例えば、撮像コンポーネント１０９は、ビームスプリッタ１０３からの再結合された光ビームの進路上に配置され得る。
[00325]本開示では、「撮像コンポーネント」という用語は、画像および／または画像に関連する情報を、検出、測定、キャプチャおよび／または識別するように構成され得るデバイス、計器および／または装置を指す。実施例によっては、撮像コンポーネントは１つまたは複数の撮像装置および／または画像センサ（組み込み１Ｄ、２Ｄまたは３Ｄ画像センサなど）を含み得る。画像センサの様々な例は、密着型画像センサ（ＣＩＳ）、電荷結合素子（ＣＣＤ）、または相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサ、光検出器、１つまたは複数の光学コンポーネント（例えば１つまたは複数のレンズ、フィルタ、ミラー、ビームスプリッタ、偏光板など）、自動焦点回路、モーショントラッキング回路、コンピュータビジョン回路、画像処理回路（例えば、画質向上、画像サイズ縮小、画像伝送ビットレート向上などのために画像を処理するように構成された１つまたは複数のデジタルシグナルプロセッサ）、検証器、スキャナ、カメラ、任意のその他の適切な撮像回路、またはこれらの任意の組み合わせを含み得るが、これらには限定されない。
[00326]図１に示す実施例では、撮像コンポーネント１０９は、再結合された光ビームがビームスプリッタ１０３から進行するときに、再結合された光ビームを受光し得る。実施形態によっては、撮像コンポーネント１０９は、受光した光ビームに関連する撮像データを生成するように構成され得る。実施例によっては、撮像コンポーネント１０９に処理コンポーネントが電子的に結合されてよく、例えば、これには限らないが参照面コンポーネント１０５および／またはサンプル面コンポーネント１０７に関連する屈折率の変化を判断するために、撮像データを分析するように構成されることができ、例示の詳細については本明細書で説明する。
[00327]上記に加えて、または上記に代えて、撮像コンポーネント１０９によって生成された撮像データに基づいて、参照面コンポーネント１０５および／またはサンプル面コンポーネント１０７に関連する２次元および／または３次元トポグラフィ画像が生成され得る。例えば、撮像データは、例示の詳細について本明細書で説明する、撮像コンポーネント１０９によって受光された干渉縞パターンに対応し得る。
[00328]上記に加えて、または上記に代えて、撮像コンポーネント１０９によって生成された撮像データに基づいて、処理コンポーネントが（サンプル面コンポーネント１０７とビームスプリッタ１０３との間の）第１の光路長と、（参照面コンポーネント１０５とビームスプリッタ１０３との間の）第２の光路長との差を判断し得る。例えば、上述のように、参照面コンポーネント１０５から反射した光のビームとサンプル面コンポーネント１０７から反射した光のビームとに少なくとも部分的な位相差がある場合、干渉縞パターンが生じ得る。この位相差は、光のビームが、参照面コンポーネント１０５および／またはサンプル面コンポーネント１０７の形態、テクスチャ、形状、傾斜および／または屈折率の相違に部分的に起因し得る異なる光路長および／または方向を進行するときに生じ得る。したがって、干渉縞パターンを分析することによって、処理コンポーネントが位相差を判断し得る。この位相差に基づき、処理コンポーネントは、例えば以下の式に基づいて、第１の光路長と第２の光路長との経路長差を求めることができる。
λ＝２πＬｎ／φ
ここで、φは位相差に相当し、Ｌは経路長差に相当し、ｎは屈折率に相当し、λは波長に相当する。
[00329]上記の説明は、干渉分光法に基づくサンプル検査デバイスの例を示しているが、本開示の範囲は上記の説明には限定されないことに留意されたい。実施例によっては、例示のサンプル検査デバイスは、１つもしくは複数の追加および／もしくは代替の部材を含んでよく、ならびに／またはこれらの部材は上記で示したものとは異なるように配置および／もしくは位置づけられ得る。
[00330]実施例によっては、例示のサンプル検査デバイスは、平行面コンポーネントを含み得る。例えば、光ビームが参照面コンポーネントとサンプル面コンポーネントとの間で反射し得るように、参照面コンポーネントとサンプル面コンポーネントとが互いに平行配置で配置され得る。例えば、光ビームは参照面コンポーネントからサンプル面コンポーネントに反射され、次に、サンプル面コンポーネントから参照面コンポーネントに反射され得る。実施例によっては、サンプル面コンポーネントと参照面コンポーネントの一方または両方が、一方または両方の面を反射コーティングでコーティングされてもよい。実施例によっては、参照面コンポーネントとサンプル面コンポーネントの一方または両方が、１つまたは複数の特定の光周波数において目標とされる透過率を有し得る。例えば、サンプル面コンポーネントは、ある光周波数内の光をサンプル面コンポーネントを通過して撮像コンポーネントに達することができるようにし得る。この光周波数内の光に関連する干渉縞パターンに基づいて、サンプル検査デバイスは、参照面コンポーネントおよび／またはサンプル面コンポーネント間の形態、テクスチャ、形状、傾斜および／または屈折率の変化を検出、測定および／または識別し得る。
[00331]実施例によっては、例示のサンプル検査デバイスが、光の対向伝播ビームを使用し得る。例えば、光源からの光のビームが、ビームスプリッタによって、共通光路を辿る対向方向に進行し得る２つの光のビームに分割され得る。実施例によっては、１つまたは複数の面コンポーネントが、２つの光のビームが閉ループを形成するように配置され得る。一例として、例示のサンプル検査デバイスは３つの面素子を含み得る。光のビームの光路が正方形を形成し得るように、この３つの面素子とビームスプリッタがそれぞれ正方形の１つの角に配置され得る。実施例によっては、サンプル検査デバイスは異なる偏光状態をもたらし得る。
[00332]実施例によっては、上記に加えて、または上記に代えて、例示のサンプル検査デバイスが、ビームスプリッタ内に１つまたは複数の光ファイバを含み得る。実施例によっては、例示のサンプル検査デバイスが、ファイバ結合器の形態の光ファイバを含み得る。例えば、例示のサンプル検査デバイスは、光がファイバ結合器を通過するときに光の偏光状態を制御するために、ファイバ偏光コントローラを含み得る。これに加えて、またはこれに代えて、サンプル検査デバイスは、偏光保持ファイバの形態の光ファイバを含み得る。
[00333]実施例によっては、サンプル検査デバイスが２つ以上の別々のビームスプリッタを含み得る。一例として、第１のビームスプリッタが光ビームを２つ以上の部分に分割し、第２のビームスプリッタが光ビームの２つ以上の部分を結合して単一の光ビームとし得る。このような実施例では、サンプル検査デバイスは２つ以上の干渉縞パターンを生じさせることができ、ビームスプリッタの一方がその２つ以上の干渉縞パターンを１つまたは複数の撮像コンポーネントに方向づけ得る。実施例によっては、参照面コンポーネントとビームスプリッタとの間の距離と、サンプル面コンポーネントとビームスプリッタとの間の距離とが異なり得る。実施例によっては、参照面コンポーネントとビームスプリッタとの間の距離とサンプル面コンポーネントとビームスプリッタとの間の距離とが同じであってもよい。
[00334]例えば、サンプル検査デバイスは、マッハ・ツェンダー干渉計を含み得る。そのような実施例では、マッハ・ツェンダー干渉計の２つのアームにおける光路長が同一であってよく、または（例えば別途の遅延線を備えて）異なっていてもよい。実施例によっては、マッハ・ツェンダー干渉計の２つの出力における光パワーの配分が、（例えば、サンプル面コンポーネントおよび／または参照面コンポーネントの位置をわずかに変えることによって）調整可能な光アーム長の差と波長（または光周波数）とに依存し得る。
[00335]実施例によっては、サンプル検査デバイスは、ファブリー・ペロー干渉計を含み得る。実施例によっては、サンプル検査デバイスは、ジル・トルノア干渉計を含み得る。実施例によっては、サンプル検査デバイスは、マイケルソン干渉計を含み得る。実施例によっては、サンプル検査デバイスは、サニャック干渉計を含み得る。実施例によっては、サンプル検査デバイスは、サニャック干渉計を含み得る。上記に加えて、または上記に代えて、サンプル検査デバイスは、その他の種類および／または形態の干渉計を含み得る。
[00336]本開示の実施例による例示のサンプル検査デバイスは、１つまたは複数の環境、使用事例、用途および／または目的で実装され得る。上述のように、位相差φと、経路長差Ｌと、屈折率ｎと、波長λとの関係は、以下の式によって要約され得る。
Figure 2021192028
 [00337]実施例によっては、本開示の実施例による例示のサンプル検査デバイスは、光学系性能、表面粗さ、および／または表面接触条件変化（例えば湿った表面）を測定するように実装され得る。これに加えて、またはこれに代えて、本開示の実施例による例示のサンプル検査デバイスは、光学面の逸脱および／または平坦度を測定するように実装され得る。
[00338]実施例によっては、本開示の実施例による例示のサンプル検査デバイスが、距離、位置の変化および／または変位を測定するために使用され得る。実施例によっては、本開示の実施例による例示のサンプル検査デバイスが、回転角を計算するように実装され得る。
[00339]実施例によっては、本開示の実施例によるサンプル検査デバイスが、光源の波長および／または光源の波長成分を測定するために使用され得る。例えば、例示のサンプル検査デバイスは、レーザビームの波長を測定する波長計として構成され得る。実施例によっては、本開示の実施例による例示のサンプル検査デバイスが、光波長または周波数の変化を監視するように実装され得る。上記に加えて、または上記に代えて、本開示の実施例による例示のサンプル検査デバイスが、レーザの線幅を測定するように実装され得る。
[00340]実施例によっては、本開示の実施例による例示のサンプル検査デバイスが、レーザビームのパワーまたは位相を変調するように実装され得る。実施例によっては、本開示の実施例による例示のサンプル検査デバイスが、光学フィルタとして光学コンポーネントの色分散を測定するように実装され得る。
[00341]実施例によっては、本開示の実施例による例示のサンプル検査デバイスが、面コンポーネントの屈折率の変化を判断するように実装され得る。ここで図２を参照すると、例示のサンプル検査デバイス２００を示す例示の図が示されている。実施例によっては、例示のサンプル検査デバイス２００は、屈折率の変動および／または変化を検出、測定および／または識別するように実装され得る。実施例によっては、例示のサンプル検査デバイス２００は、干渉分光法式サンプル検査デバイスであり得る。
[00342]図２に示す実施例では、例示のサンプル検査デバイス２００は導波路２０２を含み得る。本明細書で使用する「導波路」、「導波路デバイス」、「導波路コンポーネント」という用語は、波、ビームおよび／または信号など（光学光ビーム、電磁波、および／または音波などを含むがこれらには限定されない）を導き得る物理構造を指すために交換可能に使用される場合がある。導波路の例示の構造については本明細書で示す。
[00343]実施例によっては、導波路２０２は１つまたは複数の層を含み得る。例えば、導波路２０２はインターフェース層２０８と、導波路層２０６と、基板層２０４とを含み得る。
[00344]実施例によっては、インターフェース層２０８は、ガラス、酸化シリコン、および／またはポリマーなどであるがこれらには限定されない材料を含み得る。実施例によっては、実施例によっては、インターフェース層２０８は、機械的手段（例えば結合クリップ）および／または化学的手段（接着剤（例えばグルー）の使用など）を含むがこれらには限定されない様々な手段により、導波路層２０６上に配置され得る。
[00345]実施例によっては、導波路層２０６は、導波路層２０６を伝播するときに波、ビーム、および／または信号などを導き得る、酸化シリコン、窒化シリコン、ポリマー、ガラス、および／または光ファイバなどであるがこれらには限定されない材料を含み得る。実施例によっては、導波路２０６は、最小のエネルギー損失が実現されるように、伝播の物理的制約を設け得る。実施例によっては、導波路層２０６は、機械的手段（例えば結合クリップ）および／または化学的手段（接着剤（例えばグルー））の使用など）を含むがこれらには限定されない様々な手段によって基板層２０４上に配置され得る。
[00346]実施例によっては、基板層２０４は、導波路層２０６とインターフェース層２０８とに機械的支持を与え得る。例えば、基板層２０４は、ガラス、酸化シリコンおよびポリマーなどであるがこれには限定されない材料を含み得る。
[00347]図２に示す実施例では、（例えば、図１に関連して上記で示したような光源などの光源からの）光が、導波路２０２に方向づけられ、放射され、および／またはその他により入射し得る。
[00348]実施例によっては、光は導波路２０２の側面を通って導波路２０２に入射し得る。例えば、図２に示すように、光は光方向２１０で側面を通って導波路２０２に入射することができ、光の光路は側面に対して垂直配置であり得る。実施例によっては、化学的手段（例えばグルーなどの接着剤）、機械的手段（例えば、はんだ、スナップ嵌め、永久的および／または非永久的な固定具）、磁気手段（例えば、磁石の使用による）、および／または適切な手段を含むがこれらには限定されない、１つまたは複数の固定機構および／または装着機構によって導波路２０２の側面に光源が結合され得る。
[00349]上記の説明は、光が導波路２０２に入射し得る方向の一例を示しているが、本開示の範囲は上記の説明には限定されないことに留意されたい。実施例によっては、光は、上記に加えて、または上記に代えて、異なる面および／または異なる方向で導波路２０２に入射し得る。例えば、光は導波路２０２の上面から導波路２０２に入射してもよい。これに加えて、またはこれに代えて、光は導波路２０２の底面から導波路２０２に入射してもよい。追加の詳細については本明細書で説明する。
[00350]図２に戻って参照すると、導波路２０２は第１の導波路部分２１２を含み得る。
[00351]実施例によっては、第１の導波路部分２１２は、光が第１の導波路部分２１２を進むときに光の単一の横方向モードを与え、支持し、および／または生じさせるように構成され得る。本明細書で使用する「横モード」、「横方向モード」または「垂直モード」という用語は、波、ビームおよび／または信号の伝播方向に対して垂直面または垂直配置であり得る、波、ビームおよび／または信号のパターンを指す。例えば、このパターンは、光の伝播方向に対して垂直な面、および／または第１の導波路部分２１２に対して垂直な面によって形成される線に沿って測定される光放射の強度パターンに関連付けられ得る。実施例によっては、横モードは、横電磁界（ＴＥＭ）モード、横電界（ＴＥ）モード、横磁界（ＴＭ）モードを含むがこれらには限定されないカテゴリに分類され得る。例えば、ＴＥＭモードでは、光の伝播方向には電界も磁界もない。ＴＥモードでは、光の伝播方向には電界がない。ＴＭモードでは、光の伝播方向には磁界がない。
[00352]一例として、レーザ光が密閉チャネル（第１の導波路部分２１２などであるがこれには限定されない）を通るとき、レーザ光は１つまたは複数のモードを形成し得る。例えば、レーザ光はピークモード０を形成し得る。実施形態によっては、レーザ光はピークモード０に加えてモードを形成し得る。実施例によっては、導波路または導波路部分の大きさおよび厚さは、レーザ光がその導波路または導波路部分を伝播するときのレーザ光のモード数に影響を与え得る。
[00353]実施例によっては、第１の導波路部分２１２は、第１の導波路部分２１２を通る光の光波長よりも小さい厚さを有し得る。実施例によっては、第１の導波路部分２１２は、波長の４分の１の厚さを有し得る。実施例によっては、第１の導波路部分２１２は、光を単一のモードのみに限定し得る０．１ｕｍと０．２ｕｍの間の厚さを有し得る。実施例によっては、第１の導波路部分２１２の厚さは他の値であってもよい。
[00354]上記の説明は、横モードに関連する第１の導波路部分２１２の例示の特性を示しているが、本開示の範囲は上記の説明には限定されないことに留意されたい。実施例によっては、第１の導波路部分２１２は、光が第１の導波路部分２１２を通過するときに２つ以上の横方向モードを与え、支持し、および／または生じさせるように構成され得る。上記に加えて、または上記に代えて、第１の導波路部分２１２は、１つまたは複数の縦モードを、与え、支持し、および／または生じさせるように構成され得る。本明細書で使用する「縦モード」、または「水平モード」という用語は、波、ビームおよび／または信号の伝播方向に対して平行面または平行配置であり得る、波、ビームおよび／または信号のパターンを指す。例えば、このパターンは、光の伝播方向に対して平行な面、および／または第１の導波路部分２１２に対して垂直な面によって形成される線に沿って測定される光放射の強度パターンに関連付けられ得る。実施例によっては、縦モードは異なる種類に分類され得る。
[00355]図２に戻って参照すると、導波路２０２は段差部２１４および／または第２の導波路部分２１６を含み得る。実施例によっては、段差部２１４は、導波路２０２の厚くされた厚さを有する部分に相当し得る。例えば、導波路２０２の厚さは、第１の導波路部分２１２の厚さから第２の導波路部分２１６の厚さに厚くなってもよい。
[00356]実施例によっては、第２の導波路部分２１６の厚さは、第１の導波路部分２１２の厚さの２倍であり得る。実施例によっては、第１の導波路部分２１２と第２の導波路部分２１６の厚さの比率は他の値であってもよい。
[00357]図２に示す実施例では、段差部２１４は第１の導波路部分２１２の上面から突出し、第１の導波路部分２１２に対して垂直に配置された垂直面を含み得る。本開示の範囲はこの実施例のみには限定されないことに留意されたい。実施例によっては、段差部２１４は、曲面を含み得る。これに加えて、またはこれに代えて、段差部２１４は他の形状および／または他の形態を含み得る。
[00358]上述のように、導波路または導波路部分の大きさおよび厚さは、レーザ光が導波路または導波路部分を伝播するときのレーザ光のモード数に影響を与え得る。実施例によっては、第１の導波路部分２１２から第２の導波路部分２１６に厚くされた厚さ（例えば垂直方向の非対称）に起因して、第１の導波路部分２１２から第２の導波路部分２１６に進むレーザ光のモードが変わり得る。例えば、第１の導波路部分２１２は、光が第１の導波路部分２１２を進むときに光の単一の横方向モードを与え、支持し、および／または生じさせるように構成されてよく、第２の導波路部分２１６は、光が第２の導波路部分２１６を進むときに２つの横方向モードを与え、支持し、および／または生じさせるように構成され得る。
[00359]実施例によっては、第２の導波路部分２１６の厚さが、第１の導波路部分２１２の厚さより厚くてもよい。したがって、上述のように、第２の導波路部分２１６は複数の単一モードを可能にし得る。
[00360]上記の説明は導波路２０２の例示の構造を示しているが、本開示の範囲は上記の説明には限定されないことに留意されたい。例えば、導波路層２０６は、第１の導波路副層と第２の導波路副層とを含み得る。第２の導波路副層は、第１の導波路副層の上面に配置されてよく、第２の導波路副層の長さは第１の導波路副層の長さより短くてよい。このような実施形態では、長さの相違によって段差部２１４を増すことができ、これによって導波路層２０６の厚さを第１の導波路副層の厚さから、第１の導波路副層と第２の導波路副層との組み合わさった厚さに増すことができる。
[00361]上記の説明は単一横モードから２つのモードへの変更の一例を示しているが、本開示の範囲は上記の説明には限定されないことに留意されたい。例えば、第１の導波路部分２１２に関連付けられたモードの数は複数であってもよく、第２の導波路部分２１６に関連付けられたモードの数は、第１の導波路部分２１２に関連付けられたモードの数よりも多いかまたは少ない任意の値とし得る。
[00362]上記の実施例から続けると、２つのモードの光ビームは、第２の導波路部分２１６を伝播し得る。例えば、第１のモードの光ビームは第２のモードの光ビームとは異なる速度を有し得る。実施例によっては、第１のモードの光ビームと第２のモードの光ビームは互いに干渉し得る（例えばモード干渉）。実施例によっては、２つのモードの光ビームが光方向２２０に導波路２０２から出るときに、図１に関連して上述したものと同様の干渉縞パターンを生じさせ得る。
[00363]図１に関連して説明したように、干渉縞パターンの変化は、光のビームの位相差の変化に起因し得る。上記の実施例から続けると、第１のモードの光と第２のモードの光の干渉縞パターンの変化は、第１のモードの光と第２のモードの光との位相差の変化に起因し得るものであり、この位相差変化は第１のモードの光と第２のモードの光の光路長変化に起因し得る。
[00364]実施例によっては、光路長変化は、導波路２０２の面に関連する屈折率の変化などであるがこれには限定されない導波路２０２に関連する物理構造、パラメータ、および／または特性に起因し得る。
[00365]例えば、インターフェース層２０８のサンプル開口部２２２を通して露出している導波路層２０６の面に関連する屈折率は、例えばエバネッセント場の変化に起因して変化し得るがこれには限定されない。次に図３を参照すると、そのような変化を示す例示の図が示されている。
[00366]図３に示す実施例では、例示のサンプル検査デバイス３００は、図２に関連して上述した導波路２０２と類似した導波路３０１を含む。例えば、導波路２０２は、図２に関連して上述した基板層２０４と導波路層２０６とインターフェース層２０８とに類似した、基板層３０３と、導波路層３０５と、インターフェース層３０７とを含み得る。
[00367]実施例によっては、インターフェース層３０７のサンプル開口部を通して露出している導波路層３０５の表面にサンプル媒体を置くことができ、および／または導波路層３０５の表面と接触させ得る。本明細書で使用する「サンプル媒体」という用語は、本開示の実施例によるサンプル検査デバイスが検出、測定および／または識別するように構成され得る、物体、物質、有機体、化学および／もしくは生体溶液、ならびに／または分子などを指す。例えば、サンプル媒体は、（例えば生化学サンプルの形態の）検体を含み得、サンプル検査デバイス３００は、その検体が特定の物質または有機体を含むか否かを検出、測定および／または識別するように構成され得る。
[00368]実施例によっては、サンプル媒体は、本明細書に記載の流体チャネル、重力、表面張力、および／または化学結合などであるがこれらには限定されない物理的および／または化学的引力により導波路層３０５の表面に置かれ得る。例えば、サンプル検査デバイス３００は、サンプル媒体中の１つまたは複数の特定のウイルス（例えば重症急性呼吸器症候群コロナウイルス２（ＳＡＲＳ−ＣｏＶ−２）などのコロナウイルス）の存在を検出するように構成され得る。実施例によっては、サンプル検査デバイス３００は、導波路層３０５の表面に付着させた抗体を含み得、抗体はサンプル検査デバイス３００が検出するように構成されている１つまたは複数の特定のウイルスに相当し得る。抗体とウイルスとの化学反応または生体反応が、エバネッセント場の変化を生じさせることができ、この変化が導波路層３０５の表面（例えばインターフェース層３０７であるがこれには限定されない）と接触している化学物質の屈折率を変化させ得る。
[00369]上記のＳＡＲＳ−ＣｏＶ−２の例から続けると、ＳＡＲＳ−ＣｏＶ−２の抗体（例えばＳＡＲＳ−ＣｏＶポリクローナル抗体であるがこれには限定されない）を、重力、表面張力、および／または化学結合などであるがこれらには限定されない物理的および／または化学的引力により導波路層３０５の表面に付着させ得る。インターフェース層３０７の開口部を通して導波路層３０５の表面にサンプル媒体が置かれると、サンプル媒体中にＳＡＲＳ−ＣｏＶ−２ウイルスが存在する場合にＳＡＲＳ−ＣｏＶ−２の抗体がＳＡＲＳ−ＣｏＶ−２ウイルスの分子を引きつけ得る。
[00370]サンプル媒体中にＳＡＲＳ−ＣｏＶ−２ウイルスの分子が存在する状況では、ＳＡＲＳ−ＣｏＶ−２の抗体がその分子を導波路層３０５の表面に向かって引きつけ得る。上述のように、抗体とウイルスとの化学反応および／または生体反応がエバネッセント場の変化を生じさせることができ、次にその反応が導波路層３０５の表面（例えばインターフェース層３０７であるがこれには限定されない）と接触している化学物質の屈折率を変化させ得る。
[00371]サンプル媒体中にＳＡＲＳ−ＣｏＶ−２ウイルスの分子が存在しない状況では、抗体とウイルスとの化学反応および／または生体反応はあり得ず、したがってエバネッセント場および導波路層３０５の表面付近（例えばインターフェース層３０７であるがこれには限定されない）の化学物質の屈折率は変化し得ない。
[00372]上述のように、導波路層３０５の表面（例えばインターフェース層３０７であるがこれには限定されない）と接触する化学物質の屈折率の変化の結果として、光が導波路層３０５を伝播するときの光の光路長が変化し得る。また、図２に関連して上述したものと同様に、導波路層３０５を出る光は、２つ（またはそれ以上）のモードを含み得、干渉縞パターンを生じさせ得る。したがって、干渉縞パターンの変化は屈折率の変化を示し得、この変化はサンプル検査デバイス３００が検出、測定および／または識別するように構成されている物体、物質、有機体、化学および／または生体溶液（例えばＳＡＲＳ−ＣｏＶ−２ウイルス）の存在を示し得る。
[00373]本開示の一部の実施例は、様々な技術的難題を克服し得る。例えば、例示のサンプル検査デバイスは、組み込み光学コンポーネントを含み得る。次に図４および図５を参照すると、本開示の実施例による例示のサンプル検査デバイス８００の例示の図が示されている。実施例によっては、例示のサンプル検査デバイス８００は、干渉分光法式サンプル検査デバイスであり得る。
[00374]図４および図５に示す実施例では、例示のサンプル検査デバイス８００は、光源８２０、導波路８０２、および／または組み込み光学コンポーネント８０４を含み得る。
[00375]図１に関連して上述した光源１０１と同様に、サンプル検査デバイス８００の光源８２０は、光（レーザ光ビームを含むがこれには限定されない）の生成、発生および／または放出を生成、発生、放出および／またはトリガするように構成され得る。例示の光源８２０は、レーザダイオード（例えば、紫色レーザダイオード、可視レーザダイオード、端面発光レーザダイオード、および／または表面発光レーザダイオードなど）を含み得るがこれには限定されない。上記に加えて、または上記に代えて、光源８２０は、白熱式光源（ハロゲンランプ、ネルンストランプなどであるがこれらには限定されない）、ルミネセンス式光源（蛍光灯などであるがこれには限定されない）、燃焼式光源（カーバイドランプ、アセチレンガスランプなどであるがこれらには限定されない）、電気アーク式光源（炭素アークランプなどであるがこれには限定されない）、ガス放電式光源（キセノンランプ、ネオンランプなどであるがこれらには限定されない）、高輝度放電式光源（ＨＩＤ）（水銀石英ヨウ化物（ＨＱＩ）ランプ、メタルハライドランプなどであるがこれらには限定されない）などを含み得るがこれらには限定されない。上記に加えて、または上記に代えて、光源８２０は、１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み得る。上記に加えて、または上記に代えて、光源８２０は１つまたは複数の他の形態の自然および／または人工光源を含み得る
[00376]図４および図５を参照すると、光源８２０によって発生された光は、光路を進み、組み込み光学コンポーネント８０４に達する。実施例によっては、組み込み光学コンポーネント８０４は、光を導波路８０２内にコリメート、偏光、および／または結合し得る。例えば、組み込み光学コンポーネント８０４は、組み込みコリメータ、偏光板、および結合器であり得る。
[00377]次に図５を参照すると、組み込み光学コンポーネント８０４の例示の構造が示されている。図５に示す実施例では、組み込み光学コンポーネント８０４は、少なくともコリメータ８１６とビームスプリッタ８１８とを含み得る。
[00378]実施例によっては、コリメータ８１６は、受光する光の方向を変え、および／または調整する１つまたは複数の光学コンポーネントを含み得る。一例として、光学コンポーネントは、球面を有する１つまたは複数のレンズ、および／または放物面を有する１つまたは複数のレンズなどであるがこれらには限定されない、１つまたは複数の光学コリメーティングレンズおよび／または結像レンズを含み得る。例えば、光学コンポーネントは、シリコンメニスカスレンズを含み得る。
[00379]例えば、コリメータ８１６によって受光される光のビームはそれぞれ、光の別のビームの光方向と平行でなくてもよい光方向に進行し得る。光のビームがコリメータ８１６を通るとき、コリメータ８１６は光のビームをコリメートして平行な、またはほぼ平行な光のビームにし得る。これに加えて、またはこれに代えて、コリメータ８１６は、光ビームの方向を指定方向に、より位置合わせされるようにすることによって、および／または光ビームの空間断面をより小さくすることによって、光ビームを細くし得る。
[00380]図４および図５に戻って参照すると、コリメータ８１６はビームスプリッタ８１８の斜面に取り付けられ得る。
[00381]図１に関連して説明したビームスプリッタ１０３と同様に、例示のサンプル検査デバイス８００のビームスプリッタ８１８は、光を２つ以上の区分、部分および／またはビームに区分、分割および／または分離するように構成され得る、１つまたは複数の光学素子を含み得る。
[00382]図５に示す実施例では、ビームスプリッタ８１８は、第１のプリズム８１２と第２のプリズム８１４とを含み得る。実施例によっては、第１のプリズム８１２と第２のプリズム８１４のそれぞれは直角プリズムであり得る。
[00383]実施例によっては、第２のプリズム８１４は、機械的手段および／または化学的手段を含むがこれらには限定されない様々な手段により、第１のプリズム８１２の第１の斜面に取り付けられ得る。例えば、第１のプリズム８１２が第２のプリズム８１４に接着され得るように、第１のプリズム８１２の第１の斜面に接着剤（グルーなど）が塗布されてもよい。これに加えて、またはこれに代えて、第２のプリズム８１４は第１のプリズム８１２とともにセメント結合されてもよい。
[00384]実施例によっては、コリメータ８１６は、機械的手段および／または化学的手段を含むがこれらには限定されない様々な手段により、第１のプリズムの第２の斜面に取り付けられ得る。例えば、コリメータ８１６が第１のプリズム８１２と接着され得るように、第１のプリズム８１２の第２の斜面に接着剤（グルーなど）が塗布されてもよい。これに加えて、またはこれに代えて、コリメータ８１６は第１のプリズム８１２とともにセメント結合されてもよい。
[00385]上述のように、コリメータ８１６は、光のビームをコリメートして平行またはほぼ平行な光のビームとすることができ、この光のビームはビームスプリッタ８１８によって受光され得る。実施例によっては、ビームスプリッタ８１８によって受光される光は、第１のプリズム８１２の斜面を通過するときに２つ以上の部分に分割され得る。例えば、第１のプリズム８１２の斜面は光の一部を反射し、光の別の一部を通過させ得る。実施例によっては、第１のプリズム８１２および／または第２のプリズム８１４の斜辺表面が化学コーティングを含み得る。実施例によっては、第１のプリズム８１２と第２のプリズム８１４とが一緒になって立方体形状を形成し得る。
[00386]実施例によっては、ビームスプリッタ８１８は偏光ビームスプリッタであり得る。本明細書で使用する偏光ビームスプリッタは、光を１つまたは複数の部分に分割することができ、各部分は異なる偏光を有し得る。実施例によっては、偏光ビームスプリッタを実装することによって、選定された偏光を有する１つ（または実施例によっては２つ以上）のビームが導波路８０２内に伝達され得る。したがって、ビームスプリッタ８１８は偏光板の役割を果たし得る。
[00387]実施例によっては、光を導波路８０２に方向づける受光効率に基づいて、光の方向を導波路に変更するように第１のプリズム８１２と第２のプリズム８１４の角度が計算され得る。例えば、図５に示すように、第１のプリズム８１２と第２のプリズム８１４はそれぞれ、導波路８０２に対して４５度の角度で配置され得る。これに加えて、またはこれに代えて、第１のプリズム８１２と第２のプリズム８１４の角度は、受光効率を向上させるような他の値に基づいて配置されてもよい。
[00388]上記の説明はビームスプリッタ８１８の一実施例を示したが、本開示の範囲は上記の説明には限定されないことに留意されたい。実施例によっては、例示のビームスプリッタ８１８が、１つまたは複数の追加および／または代替の要素を含み得る。例えば、ビームスプリッタ１０３は、図１のビームスプリッタ１０３に関連して上述したものと類似したプレート型ビームスプリッタを含み得る。
[00389]実施例によっては、ビームスプリッタ８１８の大きさ（例えば、幅、長さおよび／または高さ）は、５ミリメートルであり得る。実施例によっては、ビームスプリッタ８１８の大きさは他の値であってもよい。
[00390]図４および図５に戻って参照すると、組み込み光学コンポーネント８０４は導波路８０２に結合され得る。例えば、機械的手段および／または化学的手段を含むがこれらには限定されない様々な手段によって、組み込み光学コンポーネント８０４の表面が導波路８０２の表面に取り付けられ得る。例えば、導波路８０２が組み込み光学コンポーネント８０４に接着され得るように、導波路８０２の表面および／または組み込み光学コンポーネント８０４の表面に接着剤（グルーなど）が塗布され得る。これに加えて、またはこれに代えて、導波路８０２は組み込み光学コンポーネント８０４とともにセメント結合され得る。
[00391]実施例によっては、導波路８０２は１つまたは複数の層を含み得る。例えば、導波路８０２は、図２に関連して上述したインターフェース層２０８、導波路層２０６および基板層２０４と類似した、インターフェース層８０６と、導波路層８０８と、基板層８１０とを含み得る。例えば、インターフェース層８０６は導波路層８０８の上面に配置され得る。
[00392]実施例によっては、インターフェース層２０８は導波路８０２を受け入れるための開口部を含み得る。例えば、インターフェース層２０８の開口部は、組み込み光学コンポーネント８０４の形状に対応し得る。実施例によっては、組み込み光学コンポーネント８０４は、組み込み光学コンポーネント８０４が導波路層８０８と直接接触し得るように、インターフェース層２０８の開口部を通して導波路層８０８の上面に確実に位置づけられ得る。実施例によっては、組み込み光学コンポーネント８０４と導波路層８０８との間に層（例えば結合器層）が実装され得る。
[00393]図４および図５に示す実施例では、インターフェース層８０６はサンプル開口部８２２を含み得る。図２に関連して上述したものと同様に、サンプル開口部８２２はサンプル媒体を受け入れ得る。実施例によっては、組み込み光学コンポーネント８０４は、インターフェース層８０６の上面に配置され、および／または取り付けられてよく、入射光がインターフェース層８０６を通して導波路層８０８に供給され得る。このような実施例では、入射光は（側面を通してではなく）導波路８０２の上面に供給され得る。
[00394]実施例によっては、インターフェース層８０６は出射開口部８２４を含み得る。実施例によっては、出射開口部８２４は、光が導波路８０２から出射することを可能にし得る。図２に関連して説明したものと同様に、導波路８０２は２つのモードの光を導波路８０２から出射させ、それによって干渉縞パターンとなるようにし得る。
[00395]図４および図５に戻って参照すると、例示のサンプル検査デバイス８００は、インターフェース層８０６の上面に配置されたレンズコンポーネント８２６を含み得る。例えば、レンズコンポーネント８２６は、導波路８０２から出射する光がレンズコンポーネント８２６を通過し得るように、インターフェース層８０６の出射開口部８２４と少なくとも部分的に重なり得る。
[00396]実施例によっては、レンズコンポーネント８２６は、球面を有する１つまたは複数のレンズ、および／または放物面を有する１つまたは複数のレンズなどであるがこれらには限定されない、１つまたは複数の光学結像レンズを含み得る。実施例によっては、レンズコンポーネント８２６は、導波路８０２から出射する光の方向を撮像コンポーネント８２８に向ける方向に変更し、および／または方向を調整し得る。実施例によっては、撮像コンポーネント８２８は、レンズコンポーネント８２６の上面に配置され得る。
[00397]実施例によっては、レンズコンポーネント８２６は、出射開口部８２４から距離をおいて位置づけられ得る。例えば、レンズコンポーネント８２６は、出射開口部８２４の上に位置づけられ、出射開口部８２４に接触しないように、支持構造（例えば支持層）によって確実に支持され得る。実施例によっては、レンズコンポーネント８２６は、導波路８０２から出射された光がレンズコンポーネント８２６を通過し得るように、出射光方向にインターフェース層８０６の出射開口部８２４と少なくとも部分的に重なり得る。
[00398]実施例によっては、撮像コンポーネント８２８は、レンズコンポーネント８２６から距離をおいて位置づけられ得る。例えば、撮像コンポーネント８２８および／またはレンズコンポーネント８２６は、撮像コンポーネント８２８がレンズコンポーネント８２６の上に位置づけられ、レンズコンポーネント８２６と接触しないように、それぞれ支持構造（例えば支持層）によって確実に支持され得る。実施例によっては、撮像コンポーネント８２８は、導波路８０２から出射された光がレンズコンポーネント８２６を通り、撮像コンポーネント８２８に達するように、出射光方向にレンズコンポーネント８２６と少なくとも部分的に重なり得る。
[00399]図１に関連して上述した撮像コンポーネント１０９と同様に、撮像コンポーネント８２８は干渉縞パターンを検出するように構成され得る。例えば、撮像コンポーネント１０９は、１つまたは複数の撮像装置および／または画像センサ（組み込み１Ｄ、２Ｄまたは３Ｄ画像センサなど）を含み得る。画像センサの様々な例は、密着型画像センサ（ＣＩＳ）、電荷結合素子（ＣＣＤ）、または相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサ、光検出器、１つまたは複数の光学コンポーネント（例えば１つまたは複数のレンズ、フィルタ、ミラー、ビームスプリッタ、偏光板など）、自動焦点回路、モーショントラッキング回路、コンピュータビジョン回路、画像処理回路（例えば、画質向上、画像サイズ縮小、画像伝送ビットレート向上などのために画像を処理するように構成された１つまたは複数のデジタルシグナルプロセッサ）、検証器、スキャナ、カメラ、任意のその他の適切な撮像回路、またはこれらの任意の組み合わせを含み得るが、これらには限定されない。
[00400]図４および図５に示す実施例では、組み込み光学コンポーネント８０４は、導波路８０２の上面に入射光を供給することができ、光は導波路８０２を進んだ後、導波路８０２の上面から出射し得る。インターフェース層８０６の開口部を通して導波路層８０８の表面と直接結合し、および／または間の最適合結合層と接触した状態で、導波路８０２への入射光および導波路８０２からの出射光の光路を方向づけることによって、光効率と干渉縞計算精度とを向上させることができ、それによってサンプル検査デバイス８００の性能を向上させ、サンプル検査デバイス８００の大きさを縮小し得る。
[00401]実施例によっては、干渉分光法式サンプル検査デバイスが、光源と導波路とを結合するために結合器または格子機構を使用し得る。しかし、結合器または格子機構の使用は、光源から導波路に進む光の光効率に悪影響を与え得る。さらに、光源を導波路に結合するために結合器または格子機構を実装することは追加の製造工程を必要とする場合があり、サンプル検査デバイスの製造に伴うコストを上昇させ、サンプル検査デバイスの大きさを増大させ得る。
[00402]本開示の一部の実施例は様々な技術的難題を克服し得る。例えば、例示のサンプル検査デバイスはレンズアレイを含み得る。図６および図７を参照すると、例示のサンプル検査デバイス９００が示されている。
[00403]図６および図７に示す実施例では、例示のサンプル検査デバイス９００は、図４および図５に関連して説明した光源８２０、導波路８０２、および組み込み光学コンポーネント８０４と類似した、光源９０１、導波路９０５、および／または組み込み光学コンポーネント９０３を含み得る。
[00404]例えば、光源９０１は、光の生成、発生、および／または放射を、生成、発生、放射および／またはトリガするように構成され得る。光は、光を導波路９０５に方向づけることができる組み込み光学コンポーネント９０３によって受光され得る。例えば、組み込み光学コンポーネント９０３は、図４および図５に関連して上述した組み込み光学コンポーネント８０４と同様に、少なくとも１つのコリメータと少なくとも１つのビームスプリッタとを含み得る。
[00405]図６および図７に戻って参照すると、導波路９０５は、図４および図５に関連して上述したもののように、２つのモードの光を導波路９０５から出射させ、撮像コンポーネント９０７によって受光されるようにし得る。例えば、撮像コンポーネント９０７は、導波路９０５から出射する光の干渉縞パターンを検出し得る相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサを含み得る。
[00406]図４および図５に関連して上述したサンプル検査デバイス８００と同様に、図６および図７に示すサンプル検査デバイス９００は、導波路９０５の上面を通って導波路９０５に入射する光と導波路９０５から出射する光の光路を方向づけ得る。図４および図５では、光源８２０は導波路８０２の上面と平行な光方向に光を放射し得る。図６および図７では、光源９０１は導波路９０５の上面に対して垂直な光方向に光を放射し得る。光源によって放射される光の方向にかかわりなく、組み込み光学コンポーネントは、入射光を導波路の上面を通して導波路に方向づけ得る。
[00407]実施例によっては、組み込み光学コンポーネント９０３および／または撮像コンポーネント９０７は、結合器または格子機構を介して導波路９０５に結合され得る。しかし、上述のように、結合器および格子機構は追加の製造工程を必要とする場合があり、サンプル検査デバイスの製造に伴うコストを上昇させ、サンプル検査デバイスの大きさを増大させる。実施例によっては、組み込み光学コンポーネント９０３および／または撮像コンポーネント９０７は、レンズアレイを介して導波路９０５に結合され得る。図８を参照すると、例示のレンズアレイを示す例示の図が示されている。
[00408]図８に示す実施例では、例示のサンプル検査デバイスが、例示のレンズアレイ１００８を介して導波路１００６に結合された例示の組み込み光学コンポーネント１００４を含み得る。実施例によっては、レンズアレイ１００８は、組み込み光学コンポーネント１００４から受光した光を導波路１００６に方向づけ得る。実施例によっては、組み込み光学コンポーネント１００４は、図８に関連して上述した組み込み光学コンポーネント８０４と同じかまたは類似し得る。例えば、組み込み光学コンポーネント１００４は、１つまたは複数のコリメータおよび／または偏光板を含み得る。
[00409]実施例によっては、レンズアレイ１００８は、少なくとも１つのマイクロレンズアレイを含み得る。本明細書で使用する「マイクロレンズ」という用語は、所定の値より小さい直径を有する透過光学素子（例えば光学レンズ）を指す。例えば、例示のマイクロレンズは、１ミリメートルより小さい直径（例えば１０マイクロメートル）を有し得る。マイクロレンズの微小サイズは、光学品質の向上という技術的利点をもたらし得る。
[00410]本明細書で使用する「マイクロレンズアレイ」という用語は、マイクロレンズの配列セットを指す。例えば、マイクロレンズの配列セットは、１次元または２次元アレイパターンを形成し得る。アレイパターン内の各マイクロレンズは、光を集束し、集光する役割を果たすことができ、それによって光効率を向上させ得る。本開示の実施例は、本明細書で詳細を説明する様々な種類のマイクロレンズアレイを包含し得る。
[00411]実施例によっては、マイクロレンズアレイは、光を導波路９０５に最高効率で方向転換および／または結合する。図８に戻って参照すると、例示のレンズアレイ１００８は、少なくとも１つの光学レンズを含み得る。実施例によっては、レンズアレイ１００８の各光学レンズはプリズム形状と類似した形状を有し得る。例えば、レンズアレイ１００８の各光学レンズは直角プリズムレンズであり得る。そのような実施例では、光学レンズのそれぞれが重なりまたは間隙なしに、別の光学レンズとともに平行配置で配列され得る。
[00412]実施例によっては、レンズアレイ１００８は、２つ以上の方向において異なる形状および／またはピッチを有するレンズを含み得る。例えば、マイクロレンズアレイの第１の光学レンズの第１の形状が、マイクロレンズアレイの第２の光学レンズの第２の形状と異なり得る。
[00413]一例として、導波路９０５を通る光の方向に沿って、レンズアレイ１００８のレンズはプリズムの表面形状を有し得、各レンズのピッチは、例えばマイクロレンズの高さとプリズム角度とに基づいて決定され得る。一例として、別の方向（例えば、導波路９０５を通る光の交差方向）に沿って、レンズアレイ１００８の表面が光を導波路の中心領域に集中させるように湾曲してよく、これにより集光効率を向上させ得る。この実施例では、この方向のピッチはマイクロレンズの高さと、レンズに付随する表面曲率とに基づいて決定され得る。
[00414]実施例によっては、マイクロレンズアレイは、光の均一性を実現するために導波路光伝達方向に沿って異なる配置を有し得る。実施例によっては、導波路光伝達方向において第１の光学レンズの第１の表面曲率が第２の光学レンズの第２の表面曲率と異なり得る。例えば、マイクロレンズアレイ内のレンズの表面曲率の相違は、異なるレンズ倍率を生じさせ得る。実施例によっては、レンズ倍率の相違が集光効率を変化させ得る。例えば、異なるマイクロレンズ表面曲率により、集光効率を変化させ得る。実施例によっては、均一表面曲率マイクロレンズは、例えば、光が導波路を通るときに光の方向に沿って均一な集光効率を生じさせ得る。実施例によっては、異なるマイクロレンズ倍率構成は、例えば導波路に沿った損失エネルギーに起因する光強度の変化を補償するために、不均一な集光効率を生じさせ得る。実施例によっては、異なる表面倍率は、均一な高さのマイクロレンズアレイにより異なるピッチを生じさせ得る。
[00415]上記の説明はマイクロレンズアレイの例示の形状およびピッチを示しているが、本開示の範囲は上記の説明には限定されないことに留意されたい。実施例によっては、例示のマイクロレンズアレイが１つまたは複数の形状および／またはピッチを含み得る。
[00416]上記の説明は例示のマイクロレンズアレイの例示のパターンを示しているが、本開示の範囲は上記の説明には限定されないことに留意されたい。実施例によっては、例示のマイクロレンズアレイが１つまたは複数の追加および／または代替の要素を含み得る。例えば、マイクロレンズアレイの１つまたは複数の光学レンズがプリズム形状以外の形状であってもよい。これに加えて、またはこれに代えて、マイクロレンズアレイの１つまたは複数の光学レンズが六角形配列に配置され得る。
[00417]実施例によっては、レンズアレイ１００８は、直接エッチング、または事後熱形成を有するエッチングによるウエハ加工により、導波路１００６の第１の面上に配置され得る。例えば、グレイスケールマスクを使用した直接エッチングにより、球面レンズまたはマイクロプリズムなど、任意の表面球状を有するマイクロレンズを作製し得る。これに加えて、またはこれに代えて、熱形成により球面レンズを形成し得る。上記に加えて、または上記に代えて、導波路１００６の表面上に配置された配置レンズアレイのために、他の製造プロセスおよび／または技術が実装され得る。
[00418]上記の説明は組み込み光学コンポーネント１００４と導波路１００６との間の結合機構の一例を示しているが、本開示の範囲は上記の説明には限定されないことに留意されたい。実施例によっては、結合機構を設けるために１つまたは複数の追加および／または代替の要素が実装され得る。例えば、組み込み光学コンポーネント１００４を導波路１００６に結合するために単一のマイクロレンズが実装され得る。
[00419]次に図９を参照すると、例示のレンズアレイを示す例示の図が示されている。具体的には、例示のサンプル検査デバイスが、例示のレンズアレイ１１０３を介して導波路１１０５に結合された例示の撮像コンポーネント１１０１を含み得る。実施例によっては、レンズアレイ１１０３は、導波路１００６から受光された光を撮像コンポーネント１１０１に方向づけ得る。
[00420]図８に関連して上述した例示のレンズアレイ１００８と同様に、例示のレンズアレイ１１０３は、少なくとも１つの光学レンズを含み得る。実施例によっては、レンズアレイ１１０３の各光学レンズがプリズム形状に類似した形状を有し得る。例えば、レンズアレイ１１０３の各光学レンズは直角プリズムレンズであり得る。そのような実施例では、光学レンズのそれぞれが、重なりまたは間隙なしに別の光学レンズと平行配置で配列され得る。
[00421]実施例によっては、レンズコンポーネント（例えば、図８に関連して説明したレンズコンポーネント８２６）が、レンズアレイ１１０３（例えばマイクロレンズアレイ）と撮像コンポーネント１１０１との間に位置づけられ得る。
[00422]上記の説明は例示のマイクロレンズアレイの例示のパターンを示しているが、本開示の範囲は上記の説明には限定されないことに留意されたい。実施例によっては、例示のマイクロレンズアレイが１つまたは複数の追加および／または代替の要素を含み得る。例えば、マイクロレンズアレイの１つまたは複数の光学レンズがプリズム形状以外の形状であってもよい。これに加えて、またはこれに代えて、マイクロレンズアレイの１つまたは複数の光学レンズが六角形状配列に配置されてもよい。
[00423]実施例によっては、レンズアレイ１１０３は、直接エッチングまたは事後熱形成を有するエッチングによるウエハ加工によって導波路１１０５の第１の面上に配置され得る。例えば、グレイスケールマスクを使用した直接エッチングにより、球面レンズまたはマイクロプリズムなど、任意の表面球状を有するマイクロレンズを作製し得る。これに加えて、またはこれに代えて、熱形成により球面レンズを形成し得る。上記に加えて、または上記に代えて、導波路１１０５の表面上に配置された配置レンズアレイのために、他の製造プロセスおよび／または技術が実装され得る。
[00424]上記の説明は例示の撮像コンポーネント１１０１と導波路１１０５との間の結合機構の一例を示しているが、本開示の範囲は上記の説明には限定されないことに留意されたい。実施例によっては、結合機構を設けるために１つまたは複数の追加および／または代替の要素が実装され得る。例えば、例示の撮像コンポーネント１１０１を導波路１１０５に結合するために単一のマイクロレンズが実装され得る。
[00425]実施例によっては、干渉分光法式サンプル検査デバイスのサンプル開口部は、０．１ミリメートル未満の場合がある。したがって、サンプル開口部を通して導波路層にサンプル媒体を送り込むのが技術的に困難な場合がある。
[00426]本開示の一部の実施例は、様々な技術的難題を克服し得る。例えば、例示のサンプル検査デバイスは、開口部層および／またはカバー層を含み得る。次に図１０および図１１を参照すると、本開示の実施例による例示のサンプル検査デバイス１２００の例示の図が示されている。
[00427]図１０および図１１に示す実施例では、例示のサンプル検査デバイス１２００は導波路を含み得る。実施例によっては、導波路は、図２に関連して上述したインターフェース層２０８、導波路層２０６、および基板層２０４に類似した、基板層１２０２と、導波路層１２０４と、インターフェース層１２０６などの１つまたは複数の層を含み得る。
[00428]実施例によっては、導波路は第１の面にサンプル開口部を有し得る。例えば、図１０および図１１に示すように、導波路のインターフェース層１２０６はサンプル開口部１２１６を含み得る。図２に関連して上述したサンプル開口部２２２と同様に、サンプル開口部１２１６はサンプル媒体を受け入れるように構成され得る。
[00429]実施例によっては、サンプル検査デバイス１２００は、導波路の第１の面に配置された開口部層を含み得る。例えば、図１０および図１１に示すように、開口部層１２０８は導波路のインターフェース層１２０６の上面に配置され得る。
[00430]実施例によっては、開口部層１２０８は第１の開口部１２１４を含み得る。実施例によっては、第１の開口部１２１４はインターフェース層１２０６のサンプル開口部１２１６と少なくとも部分的に重なり得る。例えば、図１１に示すように、開口部層１２０８の第１の開口部１２１４は、インターフェース層１２０６のサンプル開口部１２１６を覆い得る。実施例によっては、開口部層１２０８の第１の開口部１２１４は、インターフェース層１２０６のサンプル開口部１２１６の直径よりも大きい直径を有し得る。
[00431]実施例によっては、開口部層１２０８は追加の酸化膜層としてシリコンウエハ加工で形成され得る。実施例によっては、第１の開口部１２１４はエッチングされ得る。
[00432]図１０および図１１に示す実施例では、例示のサンプル検査デバイス１２００はカバー層１２１０を含み得る。
[00433]実施例によっては、カバー層１２１０は、ＰＭＭＡなどのポリマー成形によりパッケージ化プロセスで配置され得る。
[00434]実施例によっては、カバー層１２１０はサンプル検査デバイス１２００の導波路に結合され得る。実施例によっては、カバー層１２１０と導波路との結合は、少なくとも１つの摺動機構により実装され得る。例えば、カバー層１２１０の断面は、「ｎ」字形に類似した形状であり得る。カバー層１２１０の各脚部の内面に摺動ガードが取り付けられてよく、対応するレールタックが導波路の１つまたは複数の側面（例えば、インターフェース層１２０６の側面）に取り付けられ得る。したがって、カバー層１２１０は、摺動ガードとレールタックとによって画定される第１の位置と第２の位置との間で摺動し得る。
[00435]上記の説明は摺動機構の例を示しているが、本開示の範囲は上記の説明には限定されないことに留意されたい。実施例によっては、例示の摺動機構が１つまたは複数の追加および／または代替の要素および／または構造を含み得る。例えば、カバー層１２１０は、カバー層１２１０の底面に配置されたｔスロットスライダを含んでよく、インターフェース層１２０６は、インターフェース層１２０６の上面に配置された対応するｔスロットトラックを含んでもよい。
[00436]実施例によっては、摺動機構は、導波路層１２０４と接触し得ないように基板層１２０２および／またはインターフェース層１２０６と接触し得る。実施例によっては、摺動機構の追加による導波路層１２０４の光学特性変化は生じない。
[00437]実施例によっては、カバー層１２１０は第２の開口部１２１２を含み得る。実施例によっては、カバー層１２１０の第２の開口部１２１２は円形状であり得る。実施例によっては、カバー層１２１０の第２の開口部１２１２はその他の形状であってもよい。
[00438]実施例によっては、第２の開口部１２１２の大きさ（例えば直径または幅）は、０．５ミリメートルと２．５ミリメートルの間であり得る。それに対して、サンプル開口部１２１６の大きさ（例えば直径または幅）は、０．１ミリメートル未満であり得る。実施例によっては、第２の開口部１２１２の大きさおよび／またはサンプル開口部１２１６の大きさは他の値を有してもよい。
[00439]上述のように、カバー層１２１０は、少なくとも１つの摺動機構を介してサンプル検査デバイス１２００の導波路に結合され得る。このような実施例では、カバー層１２１０は開口部層１２０８の上に配置されてよく、第１の位置と第２の位置との間で可動とされ得る。
[00440]図１０および図１１は、カバー層１２１０が第１の位置にある例を示す。図のように、カバー層１２１０が第１の位置にあるとき、カバー層１２１０の第２の開口部１２１２が開口部層１２０８の第１の開口部１２１４と重なり得る。
[00441]次に図１２および図１３を参照すると、本開示の実施例による例示のサンプル検査デバイス１３００の例示の図が示されている。
[00442]図１２および図１３に示す例では、例示のサンプル検査デバイス１３００は導波路を含み得る。実施例によっては、導波路は、図１０および図１１に関連して上述した基板層１２０２、導波路層１２０４およびインターフェース層１２０６と類似した、基板層１３０１と、導波路層１３０３と、インターフェース層１３０５などの１つまたは複数の層を含み得る。
[00443]実施例によっては、導波路は第１の面にサンプル開口部を有し得る。例えば、図１２および図１３に示すように、導波路のインターフェース層１３０５がサンプル開口部１３１５を含み得る。図１０および図１１に関連して上述したサンプル開口部１２１６と同様に、サンプル開口部１３１５はサンプル媒体を受け入れるように構成され得る。
[00444]実施例によっては、サンプル検査デバイス１３００は、導波路の第１の面上に配置された開口部層を含み得る。例えば、図１２および図１３に示すように、開口部層１３０７は導波路のインターフェース層１３０５の上面に配置され得る。
[00445]実施例によっては、開口部層１３０７は、第１の開口部１３１３を含み得る。実施例によっては、第１の開口部１３１３はインターフェース層１３０５のサンプル開口部１３１５と少なくとも部分的に重なり得る。例えば、図１３に示すように、開口部層１３０７の第１の開口部１３１３はインターフェース層１３０５のサンプル開口部１３１５を覆い得る。実施例によっては、開口部層１３０７の第１の開口部１３１３はインターフェース層１３０５のサンプル開口部１３１５の直径よりも大きい直径を有し得る。
[00446]図１２および図１３に示す実施例では、例示のサンプル検査デバイス１３００は、図１０および図１１に関連して上述したカバー層１２１０と類似したカバー層１３０９を含み得る。
[00447]実施例によっては、カバー層１３０９はサンプル検査デバイス１３００の導波路に結合され得る。実施例によっては、カバー層１３０９と導波路との結合は、図１０および図１１に関連してカバー層１２１０に関連して説明したものと類似した少なくとも１つの摺動機構によって実装され得る。
[00448]実施例によっては、カバー層１３０９は第２の開口部１３１１を含み得る。実施例によっては、カバー層１３０９の第２の開口部１３１１は、円形形状を含み得る。実施例によっては、カバー層１３０９の第２の開口部１３１１は他の形状を含み得る。
[00449]上述のように、カバー層１３０９は、少なくとも１つの摺動機構によってサンプル検査デバイス１３００の導波路に結合され得る。このような実施例では、カバー層１３０９は開口部層１３０７の上に配置されることができ、第１の位置と第２の位置との間で可動とされ得る。
[00450]図１２および図１３は、カバー層１３０９が第２の位置にある例を示している。図のように、カバー層１３０９が第２の位置にあるとき、カバー層１３０９の第２の開口部１３１１は開口部層１３０７の第１の開口部１３１３と重なり得ない。
[00451]実施例によっては、カバー層１３０９を第１の位置または第２の位置に固定するために追加のラッチ機構またはトグル機構が実装され得る。例えば、摺動可能ラッチバーがカバー層１３０９の側面に取り付けられてもよく、導波路は導波路の側面に第１の凹部と第２の凹部とを含み得る。実施例によっては、第１の凹部が摺動可能ラッチバーを受け入れると、カバー層１３０９が第１の位置に固定され得る。実施例によっては、第２の凹部が摺動可能ラッチバーを受け入れると、カバー層１３０９が第２の位置に固定され得る。
[00452]上記の説明はラッチ機構またはトグル機構の例を示しているが、本開示の範囲は上記の説明には限定されないことに留意されたい。実施例によっては、例示のラッチ機構またはトグル機構は、１つまたは複数の追加および／または代替の要素を含み得る。
[00453]実施例によっては、干渉分光法式サンプル検査デバイス（例えば２モード導波路干渉計式サンプル検査デバイスであるがこれには限定されない）が、例えば撮像コンポーネントおよびレンズコンポーネントを含む撮像コンポーネントのための追加の空間を必要とすることがある。しかし、サンプル検査デバイスの大きさ（例えばチップサイズであるがこれには限定されない）を縮小する可能性が限られる場合がある。したがって、サンプル検査デバイスは出射干渉縞撮像機能のために余分な空間を必要とする場合がある。
[00454]本開示の一部の実施例は、様々な技術的難題を克服し得る。例えば、背面照射および撮像を導入することによって、サンプル検査デバイス／センサチップの大きさを縮小するように出射干渉縞領域がサンプル採取領域と共有され得る。サンプル検査デバイスのコストが削減され、製品サイズおよび／またはコストが縮小され得る。
[00455]本開示の様々な実施例によると、例えばこれには限らないが背面照射画像センサ技術の利用に基づいて、２面（例えば両面であるがこれには限定されない）導波路サンプル検査デバイスが提供され得る。例えば、サンプル検査デバイスの第１の面（例えば、上面または最上面であるがこれには限定されない）がサンプル領域として使用されてよく、第２の面（例えば裏面または底面であるがこれには限定されない）が照射および撮像に使用され得る。
[00456]実施例によっては、例示の製造プロセス時に、シリコンウエハの製作後、導波路（例えば上述のような導波路層）をガラスウエハに移すことができる。実施例によっては、サンプル検査デバイスへの背面アクセスを可能にするように、シリコン基板（例えば上述の基板層）に変更が加えられ得る。例えば、エッチングプロセスによりサンプル検査デバイスの背面に追加の開口部が形成されてもよい。
[00457]上記の説明はサンプル検査デバイスを製造する例示のプロセスを示しているが、本開示の範囲は上記の説明には限定されないことに留意されたい。実施例によっては、例示のプロセスが１つまたは複数の追加および／または代替の工程および／または要素を含み得る。例えば、サンプル検査デバイスの入射および出射の光結合効率をさらに向上させるために追加の層が加えられてもよい。
[00458]様々な実施例において、撮像コンポーネント、レンズコンポーネント、および／または光源は、様々な構成および配置でサンプル検査デバイスに固定的および／または取り外し可能に組み込まれ得る（例えば、インターフェースさせる、および／または接続するなどであるがこれらには限定されない）。撮像コンポーネント、レンズコンポーネント、および／または光源は、サンプル検査デバイスの任意の利用可能な面を介して組み込まれ得る。例えば、撮像コンポーネントおよびレンズコンポーネントは、サンプル検査デバイスの外側端における１つまたは複数の穴、取り付け具および／またはコネクタによりサンプル検査デバイスに固定的および／または取り外し可能に組み込まれ得る。他の実施例では、撮像コンポーネント、レンズコンポーネントおよび／または光源は、サンプル検査デバイスの底面（例えば裏面であるがこれには限定されない）または上面に、１つまたは複数の穴、取り付け具および／またはコネクタによりサンプル検査デバイスに組み込まれ得る。
[00459]図１４に、本開示の様々な実施例による、例示のサンプル検査デバイス１４００の透視図を示す。実施例によっては、例示のサンプル検査デバイス１４００は、別の方式で構成された撮像コンポーネント１４０７、レンズコンポーネント１４０５、および／または光源１４０１を含み得る。
[00460]図１４に示す実施例では、光源１４０１は、組み込み光学コンポーネント１４０３への接続によりサンプル検査デバイス１４００の底面（例えば裏面であるがこれには限定されない）に固定的および／または取り外し可能に組み込み得る（例えばインターフェースさせる、および／または接続するなどであるがこれらには限定されない）。組み込み光学コンポーネント１４０３は、穴、取り付け具、コネクタおよび／またはこれらの組み合わせにより、固定的におよび／または取り外し可能に組み込まれ得る。さらに、撮像コンポーネント１４０７およびレンズコンポーネント１４０５は、異なる穴、取り付け具、コネクタおよび／またはこれらの組み合わせにより、サンプル検査デバイス１４００の底面（例えば裏面であるがこれには限定されない）に直接および／または取り外し可能に組み込まれ得る（例えば、インターフェースさせる、および／または接続するなどであるがこれには限定されない）。
[00461]実施例によっては、撮像コンポーネント１４０７およびレンズコンポーネント１４０５は、サンプル検査デバイス１４００の基板層または任意のその他の層に直接組み込まれたマイクロレンズアレイを含み得る。撮像コンポーネント１４０７とレンズコンポーネント１４０５と光源１４０１とがサンプル検査デバイス１４００の底面（例えば裏面であるがこれには限定されない）を介して組み込まれる実施例では、ユーザがサンプル検査デバイス１４００の上面を操作し、保持し、および／または取り扱うことができる。さらに、サンプル検査デバイス１４００の上面は、サンプル検査デバイス１４００に支持を与え、および／またはサンプル検査デバイス１４００を安定させ得る。実施例によっては、サンプル検査デバイス１４００の取り扱いを向上させるために上面に付属物を設け得る。様々な実施例において、サンプル検査デバイス１４００にコンポーネント（例えば、撮像コンポーネント１４０７およびレンズコンポーネント１４０５であるがこれらには限定されない）を固定的および／または取り外し可能に組み込むことにより、サンプル検査デバイス１４００の所要空間を削減し、コンパクトで効率的な製品を提供する。
[00462]したがって、サンプル検査デバイス１４００の底面（例えば裏面であるがこれには限定されない）を通して光源１４０１により光がサンプル検査デバイス１４００に結合され得る。実施例によっては、光はサンプル検査デバイス１４００の上面とサンプル検査デバイス１４００の底面（例えば裏面であるがこれには限定されない）との間に位置する導波路１４０９に入射し、光源１４０１／組み込み光学コンポーネント１４０３に隣接する入射点から横方向に導波路１４０９を（例えば１つまたは複数の光チャネルを通してであるがこれには限定されない）進行し得る。実施例によっては、光はサンプル検査デバイス１４００の他端にある撮像コンポーネント１４０７／レンズコンポーネント１４０５に向かって進み得る。実施例によっては、本明細書でさらに詳述するように、処理コンポーネント（例えばプロセッサ）が撮像コンポーネント１４０７に電気的に結合されることができ、例えばこれには限らないが導波路１４０９内における屈折率の変化を判断するために撮像データ（例えば干渉縞データ）を分析するように構成され得る。
[00463]図１５に、別の方式で構成された撮像コンポーネント１５０８とレンズコンポーネント１５０６と光源１５０２とを備えた別の方式で構成された図１４の例示のサンプル検査デバイスの側面図を示す。図のように、光源１５０２が組み込み光学コンポーネント１５０４への接続によってサンプル検査デバイス１５００の底面（例えば裏面であるがこれには限定されない）に固定的におよび／または取り外し可能に組み込まれ（例えばインターフェースされ、および／または接続され）得る。組み込み光学コンポーネント１５０４は、穴、取り付け具、コネクタおよび／またはこれらの組み合わせにより直接および／または取り外し可能に組み込まれ得る。これに加えて、またはこれに代えて、撮像コンポーネント１５０８とレンズコンポーネント１５０６が、異なる穴、取り付け具、コネクタおよび／またはこれらの組み合わせによりサンプル検査デバイス１５００の底面に直接および／または取り外し可能に組み込まれ（例えばインターフェースされ、および／または接続され）得る。
[00464]実施例によっては、撮像コンポーネント１５０８とレンズコンポーネント１５０６とは、サンプル検査デバイス１５００の基板層または任意のその他の層に直接組み込まれたマイクロレンズアレイを含み得る。撮像コンポーネント１５０８とレンズコンポーネント１５０６と光源１５０２とがサンプル検査デバイス１５００の底面（例えば裏面であるがこれには限定されない）を介して組み込まれる実施例では、ユーザがサンプル検査デバイス１５００の上面を操作し、保持し、および／または取り扱うことができる。これに加えて、またはこれに代えて、サンプル検査デバイス１５００の上面は、サンプル検査デバイス１５００に支持を与え、および／またはサンプル検査デバイス１５００を安定させ得る。実施例によっては、サンプル検査デバイス１４００は、導波路１４０９をその上に取り付ける／支持するための支持構造を含み得る。例示の支持構造は、導波路１４０９の少なくとも１つの面（例えば側面）に隣接して配置された構造を含み得る。
[00465]したがって、サンプル検査デバイス１５００の底面（例えば裏面であるがこれには限定されない）を通して光源１５０２により光がサンプル検査デバイス１５００に結合され得る。光はサンプル検査デバイス１５００の上面とサンプル検査デバイス１５００の底面（例えば裏面であるがこれには限定されない）との間に位置する導波路１５１０に入射し、光源１５０２／組み込み光学コンポーネント１５０４に隣接する入射点から横方向に導波路１５１０を（例えば１つまたは複数の光チャネルを通して）サンプル検査デバイス１５００の他端にある撮像コンポーネント１５０８／レンズコンポーネント１５０６に向かって進む。
[00466]様々な実施例において、本明細書に記載の干渉分光法式サンプル検査デバイス（例えば、２モード導波路干渉計式サンプル検査デバイスであるがこれには限定されない）は、モバイル用途のための「ラボオンチップ」製品を提供し得る。しかし、実用的な組み込みは光源および撮像（例えば干渉縞検出であるがこれには限定されない）能力によって制限され得る。例えば、技術的難題には、ユーザコンピューティングデバイス（例えばモバイル用途であるがこれには限定されない）のフォームファクタに組み込み可能な簡素なデバイスを設計することが含まれ得る。
[00467]本開示の一部の実施例は、様々な技術的難題を克服し得る。例えば、背面照射および検知と組み合わさった小型化により、チップセンササイズおよび／または支持コンポーネントサイズを有効に削減し得る。実施例によっては、小型化された薄型センサモジュールを、モバイルポイントオブケア用途向けモバイル端末などのモバイルデバイスに組み込むことができる。実施例によっては、組み込み入射光源と直接撮像センサとを備えた背面照射および干渉分光法式サンプル検査デバイスは、６ミリメートルより低い総モジュール高さを実現可能であり、したがって携帯電話などのデバイスへの組み込みを可能にし得る。例えば、信頼性の高い結果を出すウイルスの高速スクリーニングにおけるポイントオブケア用途の実現のために、例示の２モード導波路干渉計サンプル検査デバイスをモバイルデバイスに組み込み得る。
[00468]様々な実施例において、サンプル検査デバイスはモバイルポイントオブケアコンポーネントを含み得る。モバイルポイントオブケアコンポーネントは、サンプル検査デバイスに取り付けるように構成されたユーザコンピューティングデバイス（例えば、モバイルデバイス、手持ち型端末、および／またはＰＤＡなどであるがこれらには限定されない）を受け入れるように構成された付属品を含み得る。例えば、モバイルポイントオブケアコンポーネントは、携帯電話対応フォームファクタ製品であってもよい。サンプル検査デバイスは、ポイントオブセールス製品およびデバイスに類似したユーザコンピューティングデバイス（例えば、モバイルデバイス、手持ち型端末、ＰＤＡ、および／またはタブレットなどであるがこれらには限定されない）に対応するように構成されたコンポーネントの組み込みおよび／または小型化パッケージを含み得る。
[00469]図１６Ａから図１６Ｃに、サンプル検査デバイスをユーザコンピューティングデバイスに組み込む（例えば取り付けることであるがこれには限定されない）のに適し得る、例示のモバイルポイントオブケアコンポーネント１６００の様々な図を示す。具体的には、モバイルポイントオブケアコンポーネント１６００の、図１６Ａは例示のプロファイル図、図１６Ｂは例示の上面図、および図１６Ｂは例示の側面図を示す。実施例によっては、モバイルポイントオブケアコンポーネント１６００の上面は、ユーザコンピューティングデバイスに取り外し可能に組み込まれるように構成され得る。例えば、ユーザコンピューティングデバイス（例えばモバイルデバイス）はモバイルポイントオブケアコンポーネント１６００の付属品を滑り込ませ／挿入するか隣接させることができる。
[00470]図１６Ｂに示すように、モバイルポイントオブケアコンポーネント１６００のプロファイルは、例示のユーザコンピューティングデバイス（例えばモバイルデバイスであるがこれには限定されない）のフォームファクタに対応する、約２０ミリメートルの長さと約１０ミリメートルの幅を有し得る。モバイルポイントオブケアコンポーネント１６００は、光源１６０２／組み込み光学コンポーネント１６０４を介してサンプル検査デバイスに固定的にまたは取り外し可能に組み込まれ得る。例えば、モバイルポイントオブケアコンポーネント１６００は、穴、取り付け具、コネクタおよび／またはこれらの組み合わせを介してサンプル検査デバイスに組み込まれ得る。
[00471]図１６Ｃに示すように、モバイルポイントオブケアコンポーネント１６００のプロファイル高さ「Ｔ」は、様々な従来型サイズのユーザコンピューティングデバイスに対応するのに適した約６ミリメートルであり得る。図のように、サンプル検査デバイスは、モバイルポイントオブケアコンポーネント１６００の下に、組み込み光学コンポーネントに隣接して位置づけられ得る。他の構成も実現可能である。
[00472]上記の説明はモバイルポイントオブケアコンポーネントの例示の寸法を示しているが、本開示の範囲は上記の説明には限定されないことに留意されたい。実施例によっては、例示のモバイルポイントオブケアコンポーネントが上記の値より小さいかまたは大きくてよい１つまたは複数の寸法を有する。
[00473]実施例によっては、光源１６０２と組み込み光学コンポーネント１６０４が、モバイルポイントオブケアコンポーネント１６００アセンブリ、および／またはユーザコンピューティングデバイスアセンブリなどに組み込まれ得る。光源１６０２／組み込み光学コンポーネント１６０４からの出力は、ユーザコンピューティングデバイスの１つまたは複数のプロセッサ（例えばモバイルデバイスの予備カメラポート）に直接送信され得る。
[00474]実施例によっては、モバイルポイントオブケアコンポーネント１６００は、ハードウェアコンポーネントがサンプル検査デバイスとユーザコンピューティングデバイスとの間で共用されるようにサンプル検査デバイスとユーザコンピューティングデバイスを組み込み得る。例えば、サンプル検査デバイス内のハードウェアコンポーネントの数を減らすように、サンプル検査デバイスとユーザコンピューティングデバイスとが同じセンサおよび／または光学コンポーネントなどを使用し得る。実施例によっては、ユーザコンピューティングデバイス筐体（例えばモバイルデバイス筐体であるがこれには限定されない）が、締付け具、ホルダ、スタンド、コネクタ、および／またはケーブルなどを使用してモバイルポイントオブケアコンポーネント１６００の上に、または隣接して配置され得る。
[00475]さらに、モバイルポイントオブケアコンポーネント１６００は、様々なユーザコンピューティングデバイス機能を提供するための追加のユーザデバイスコンピューティングハードウェアおよび／またはその他のサブシステム（図示せず）を含み得る。例えば、ユーザ入力を受け取るためのユーザインターフェースが提供される（例えばアクセス可能であるであるがこれには限定されない）ように、例示のユーザコンピューティングデバイス筐体（例えばモバイルデバイス筐体であるがこれには限定されない）がモバイルポイントオブケアコンポーネント１６００の上に位置づけられ得る。実施例によっては、モバイルポイントオブケアコンポーネント１６００は、サンプル検査デバイスへの組み込みを可能にするためのハードウェアおよびソフトウェアを含み得る。実施例によっては、サンプル検査デバイスは、コンピューティングデバイス／実体との無線通信を可能にする（例えばコンピューティングデバイス／実体にデータを無線で送信することができる）処理手段を含み得る。実施例によっては、サンプル検査デバイスは、有線または無線手段を介してユーザコンピューティング実体（例えばモバイルデバイス）にデータ（例えば画像）を送信し得る。例えば、サンプル検査デバイスは、ＭＩＰＩシリアル画像データ接続を使用して、モバイルデバイス・プロセッサカメラポートを介して画像を送信し得る。
[00476]実施例によっては、ユーザコンピューティングデバイス（例えばモバイルデバイスであるがこれには限定されない）は、後方向き装置として機能するようにモバイルポイントオブケアコンポーネント１６００およびサンプル検査デバイスに組み込まれ得ることを理解されたい。そのような実施例では、ユーザコンピューティングデバイスの光学コンポーネント、および／またはセンサなどが共用され得る。例えば、ユーザコンピューティングデバイスは、サンプル検査デバイスからのキャプチャおよび／または処理済みデータをさらに処理するために、モバイルポイントオブケアコンポーネント１６００に収容された追加のカスタム回路および／もしくはコンピューティングハードウェア（図示せず）と一体化されてもよく、ならびに／または、ユーザコンピューティングデバイスの処理回路および／もしくは従来型コンピューティングハードウェア（例えばバスを介したＣＰＵおよび／またはメモリなどであるがこれらには限定されない）と一体化されてもよい。
[00477]実施例によっては、２モード導波路干渉計バイオセンサが、サンプル屈折率測定において高い感度を示し得る。さらに、結果は環境温度に対しても高い感度を示し得る。したがって、動作中に安定した温度を維持する必要がある。
[00478]本開示の一部の実施例は様々な技術的難題を克服し得る。実施例によっては、本明細書に記載されている提案の熱的に制御された導波路干渉計サンプル検査デバイスが、センサ出力の精度を保証するために、（例えばある温度範囲内の）一定した温度を維持し得る。
[00479]実施例によっては、導波路サンプル検査デバイスの温度を調整するために、加熱／冷却コンポーネント（例えば、加熱および／もしくは冷却部材、プレート、ならびに／またはパッドなどであるがこれらには限定されない）を設け得る。実施例によっては、サンプル検査デバイス／チップの温度を監視するためにオンチップ温度センサが使用され得る。実施例によっては、均一性を監視し、熱平衡を確認するために、サンプル検査デバイス基板層の各隅に多点温度センサが配置され得る。
[00480]実施例によっては、センサチップを周囲環境から分離するために、サンプル開口部（またはサンプル窓）および光入射／出射のための限られたアクセス領域および／または開口部領域のみを備えた絶縁ケースが使用され得る。温度均一性をさらに向上させるために、導波路サンプル検査デバイスの１つまたは複数の面（例えば上面であるがこれには限定されない）に追加の加熱／冷却コンポーネント（例えば過熱パッドおよび／または冷却パッドであるがこれらには限定されない）が追加され得る。例示のサンプル検査デバイスは、抵抗加熱パッド、内装導電性コーティング、および／または追加のペルチエ冷却板などを含み得る。
[00481]実施例によっては、温度測定精度を向上させるために、多点温度センサが配置され得る。実施例によっては、温度制御を異なる値に設定することによって、異なる温度条件下でのサンプル検査が実現され得る。実施例によっては、サンプルの結果と温度に関するデータが収集され得る。実施例によっては、最小加熱質量の結果として検査が促進され得る。
[00482]実施例によっては、サンプル検査デバイスは、導波路を基準にして一定した温度を維持するように構成された、熱的に制御された導波路ハウジングを含み得る。熱的に制御された導波路ハウジングは、ケーシングまたはスリーブを含み得る。熱的に制御された導波路ハウジングは、加熱および／もしくは冷却パッド、ならびに／または絶縁ケースを含み得る。実施例によっては、基板層内の１つまたは複数のセンサが、動作中に導波路の温度を監視および調整し得る。例えば、温度は適切な範囲（例えば摂氏１０度から４０度の間であるがこれには限定されない）に制限され得る。
[00483]図１７に、例示の導波路１７００（例えば集積チップとして実現されるがこれには限定されない）を収容する例示の熱的に制御された導波路ハウジング１７１０を示す。導波路１７００（熱的に制御された導波路ハウジングを含む）は、１ミリメートルと３ミリメートルの間の範囲の厚さを有し得る。熱的に制御された導波路ハウジング１７１０は、０．２ミリメートル未満の厚さを有し得る。例示の熱的に制御された導波路ハウジング１７１０は、パッケージ化プロセス（例えばポリマーオーバーモールド）を使用して製造され得る。別の実施例では、例示の熱的に制御された導波路ハウジングは、サンプル検査デバイスの１つまたは複数の直接コーティングされた面を含み得る。
[00484]上記の説明は導波路１７００および熱的に制御された導波路ハウジング１７１０の例示の寸法を示しているが、本開示の範囲は上記の説明には限定されないことに留意されたい。実施例によっては、例示の導波路１７００および熱的に制御された導波路ハウジング１７１０は他の値を有し得る。
[00485]実施例によっては、熱的に制御された導波路ハウジング１７１０は、熱的に絶縁された半導体材料、熱伝導性ポリマー、セラミック、および／またはシリコンなどを含み得る。これに加えて、および／またはこれに代えて、熱的に制御された導波路ハウジング１７１０は、薄膜および／またはコーティング、例えばシリコンまたは二酸化ポリマーであり得るかまたは含み得る。導波路１７００は、導波路１７００の温度が短時間で正確なレベル（例えば摂氏１度の精度内であるがこれには限定されない）に制御され得るように、低い熱質量を示し得る。例えば、導波路１７００の温度は、１０秒未満で調節／キャリブレーションされ得る。
[00486]上記の説明は導波路１７００および熱的に制御された導波路ハウジング１７１０の例示の材料および／または特性を示しているが、本開示の範囲は上記の説明には限定されないことに留意されたい。実施例によっては、例示の導波路１７００および熱的に制御された導波路ハウジング１７１０が他の材料を含み、および／または他の特性を有し得る。
[00487]図１８に、例示の導波路１８００と熱的に制御された導波路ハウジング１８１０との側面図を示す。これに加えて、またはこれに代えて、熱的に制御された導波路ハウジング１８１０は、１つまたは複数の追加の層を含み得る。例えば、熱的に制御された導波路ハウジング１８１０は、絶縁を与え、および／または電気絶縁を促進するための中間層１８１１を含み得る。これに加えて、またはこれに代えて、中間層１８１１は図１７に関連して上述したような加熱および／または冷却パッドを含み得る。
[00488]実施例によっては、熱的に制御された導波路ハウジング１８１０は、半導体／集積回路パッケージ化技術／プロセス（例えば断熱ポリマーオーバーモールド技術／プロセス）を使用して形成され得る。熱的に制御された導波路ハウジング１８１０は、断熱化合物または材料を含み得る。熱的に制御された導波路ハウジング１８１０は、導波路１８００にアクセスおよび／またはインターフェースするための開口部を提供する１つまたは複数の穴を含み得る。例えば、穴は熱的に制御された導波路ハウジング１８１０内のインターフェース層（図示せず）へのアクセスを提供し得る。図のように、導波路１８００は、光源１８０２および組み込み光学コンポーネント１８０４がそれを通して導波路１８００とインターフェース（例えば接続することであるがこれには限定されない）し得る第２の穴を含み得る。さらに、導波路１８００は、撮像コンポーネント１８０６およびレンズコンポーネント１８０８がそれを通して導波路１８００とインターフェース（例えば接続することであるがこれには限定されない）し得る第３の穴を含み得る。実施例によっては、シリコンプロセスを使用して導波路１８００または熱的に制御された導波路ハウジング１８１０に１つまたは複数の薄膜および／またはコーティングを塗布し得る。実施例によっては、薄膜および／またはコーティングは、導波路１８００および／または熱的に制御された導波路ハウジング１８１０の上面と底面のみに塗布し得る。実施例によっては、導波路１８００の厚さをその長さおよび幅に対して相対的に薄くし得るため、薄膜エッジリークは無視できる。
[00489]実施例によっては、導波路からの正確な検査結果を得るには、検査結果に対する温度推論を低減またはなくすように周囲環境（例えば、実験室および／または医療施設全体などであるがこれらには限定されない）における制御された温度が必要な場合がある。例示の熱的に制御された導波路ハウジング１８１０は、基板層内に組み込まれた１つまたは複数の温度センサ（例えば多点温度センサであるがこれには限定されない）を使用して導波路の個別レベル制御を容易にし得る。例えば、シリコンを含む基板層内に検知ダイオードが組み込まれ（例えば接着であるがこれには限定さない）得る。実施例によっては、検知ダイオードは、異なる導波路層に組み込まれ（例えば接着であるがこれには限定さない）得る。実施例によっては、センサ出力精度と検査安定性および精度とを保証すべく導波路１８００が一定した温度を維持し得るように導波路１８００基板層に関連する温度を上昇または低下させるために、検知ダイオードを流れる電流が監視され得る。実施例によっては、導波路は、約０．５平方インチ（３．２平方センチメートル）の面積を占め得る。導波路／サンプル検査デバイスの温度は、連続して監視および制御され得る。例えば、例示のチップにおける制御アルゴリズムが温度を連続的に監視し、温度変動に応答して最適化制御を与え得る。
[00490]上記の説明は導波路に関連する温度の制御の例を示しているが、本開示の範囲は上記の説明には限定されないことに留意されたい。実施例によっては、温度制御は他の手段および／または他のデバイスにより行われ得る。
[00491]実施例によっては、２モード導波路干渉計が生化学屈折率検査条件下で高い感度を示し得る。しかし、その結果は温度に対してきわめて敏感な場合がある。例えば、必要な検査精度を達成するための温度安定性要件は摂氏０．００１度である場合があり、これは現実世界の用途においては技術的難題となり得る。
[00492]本開示の一部の実施例は、様々な技術的難題を克服し得る。実施例によっては、組み込み参照チャネルを導入することによって、温度関連測定誤差をなくすように温度関連測定変動が自己キャリブレーションされ得る。例えば、ラボオンチップサンプル検査デバイスは、参照用の追加の２つの隣接チャネルを備えた２モード導波路干渉計からなり得る。密接して配置された同一構造（例えばＳｉＯ２であるがこれには限定されない）クラッド参照チャネルは、温度関連精密制御および補償の必要をなくし得る。これに加えて、またはこれに代えて、精度をさらに向上させるために、既知の参照生化学溶液で満たされた閉参照セルを参照チャネル内に含めてもよい。生化学溶液は、純水、既知のウイルスなどを含み得る。温度制御は、異なる温度条件下でサンプル検査結果を収集するために、加熱／冷却およびセンサによる温度検知と組み合わされ得る。実施例によっては、温度精度要件は摂氏１度レベル以内まででよい。
[00493]様々な実施例において、サンプル検査デバイスは、回折格子、端部照射、直接結合、および／またはプリズム結合などの方法を使用して光源からの入射と結合され、および／または受光するように構成された導波路を含み得る。導波路は、集積チップであるかまたは集積チップを含み得る。
[00494]実施例によっては、導波路は、複数の層を含む３次元平面導波路干渉計であり得るかまたはそれを含み得る。実施例によっては、導波路は、上に導波路層を付着させた（サンプル検査デバイスの底部を画定する）基板層を少なくとも含み得る。これに加えて、またはこれに代えて、導波路層の上または上方にインターフェース層が付着され得る。導波路は、半導体製造技術と同様の技術により、単一体としてまたはコンポーネントとして製作され得る。実施例によっては、追加の中間層が設けられ得る。
[00495]図１９に、基板層１９２０と、導波路１９００の上面を画定するインターフェース層１９２４と、その間の導波路層１９２２とを含む例示の導波路１９００を示す。実施形態によっては、詳細を本明細書に記載する流体チャネルプレートが導波路１９００の上面に配置され得る。
[00496]導波路層１９２２は、それ自体が１つまたは複数の層および／または領域（例えば、窒化シリコンなどの透明誘電体の膜であるがこれには限定されない）を含み得る。導波路層１９２２は、導波路層１９２２の第１の／入射端から横方向に光を受光し、導波路層１９２２の他端／遠端に結合するように構成された、透明媒体を含み得る。導波路層１９２２は、複数の伝播モード、例えばゼロ次モードと一次モードを可能にするように構成され得る。例えば、段差付きプロファイルを有する導波路１９２２は、ゼロ次モードと一次モードとに対応し得る。
[00497]図１９に示すように、導波路層１９２２は、（図１９において導波路を見たときのｘ方向に対応する）第１の幅／厚さを有する第１の領域と、第１の領域の幅／厚さとは異なる第２の幅／厚さを有する第２の領域とを有する、単一体を含み得る。図のように、導波路層１９２２は、第１の／低い方のプロファイルに対応する第１の領域と、第２の／高い方のプロファイルに対応する第２の領域とを有する、段差付きプロファイルを画定し得る。各導波路層領域は、その中における光／エネルギーの異なる分散に対応し得、したがって導波路１９００における他の領域および層とは異なる屈折率に対応し得る。
[00498]動作時、光が導波路１９００に結合され、導波路層の第１の／低い方のプロファイルに対応する第１の領域から第２の／高い方のプロファイルに対応する第２の領域に進むとき、第１の領域の屈折率と第２の領域の屈折率の差が、第１の領域におけるゼロ次モードと第２の領域における一次モードとに対応する光の異なる分散を生じさせる。上述のように、ゼロ次モードと一次モードは、異なる干渉縞パターンに対応する異なる光路長を有する２つの異なる光ビームに対応する。例えば、上述のように、ゼロ次モードに対応する領域と一次モードに対応する領域とから反射される光のビーム間に少なくとも部分的な位相差があるときに干渉縞パターンが生じ得る。段差付きプロファイルを有する例示の導波路は、伝播する光のビームが２つの異なる領域の交点（すなわち段差部）に達するときに位相差を示し得る。例えば、ゼロ次モードに関連する干渉縞パターンは、薄暗い縁部に囲まれた単一の明るいスポットであり、一方、一次モードに関連する干渉縞パターンはそれぞれが薄暗い縁部に囲まれた複数の明るいスポット（例えば２つの明るいスポットであるがこれには限定されない）であり得る。
[00499]実施例によっては、追加の次元のモードを設けるために異なる幅／厚さを有する追加の領域が含められる。
[00500]光の分散とそれに対応する干渉縞パターンとが、サンプル検査デバイスの検知層／環境において、例えば基板層において（例えば、基板層における１つまたは複数のセンサの使用によるがこれには限定されない）検出され、測定され得る。これに加えて、またはこれに代えて、サンプル検査デバイスの上面、例えばインターフェース層において表面条件が変化すると（例えばその上に媒体が付着される場合であるがこれには限定されない）、そのような表面条件の変化は導波路の表面の真上において測定屈折率および／またはエバネッセント場に変化を生じさせ得る。干渉縞パターンの対応する変化が測定、検出および／または監視され得る。実施形態によっては、導波路層の上のインターフェース層は、その上に媒体（例えば、液体、分子および／またはこれらの組み合わせであるがこれらには限定されない）を受け入れるように構成された１つまたは複数のサンプル開口部（またはサンプル窓）および／または開口部／窓を含み得る。したがって、導波路層からの出射はインターフェース層の上方に位置する媒体に応答して変化し得る。
[00501]図１９に示し、上述したように、導波路層１９２２は、段差付きプロファイルを画定し得る。図のように、導波路層１９２２の（高い方のプロファイル／段に対応する）第２の領域の厚さ／幅は、（低い方のプロファイル／段に対応する）第１の領域の厚さ／幅よりも大きくてよい。実施例によっては、第２の領域の厚さ／幅は第１の領域の幅の少なくとも２倍であり得る。
[00502]単一の光チャネル／光路を有する導波路は、検査用途で使用される場合に技術的難題をもたらすことがある。例えば、そのようなシステムは、検査結果（例えば干渉縞パターンであるがこれには限定されない）をわかりにくくする可能性がある環境条件の変化（例えば温度変化であるがこれには限定されない）に敏感な場合がある。これらの変化には、導波路内に少なくとも１つ参照チャネルを含め、動作時に導波路内における同一環境変化を保証することによって対処し得る。
[00503]例示の導波路は、少なくとも１つの検査光チャネル（サンプルチャネルとも呼ぶ）と１つの参照チャネルとを含み、それぞれが光を導波路内の導波路層に横方向に沿って閉じ込めるように構成された光路を含み得る。各検査／参照チャネルの出力は、不正確な結果（例えば、周囲条件によって生じる不正確な干渉縞パターンであるがこれには限定されない）をもたらし得る検査および環境条件の均一性を保証するために、動作時に独立して測定および／または監視され得る。光源は、導波路内の検査／参照チャネルのすべてを均一に照射するように構成され得る。
[00504]複数の光チャネルのそれぞれについて、各光チャネルに関連する対応する出力（例えば干渉縞パターンであるがこれには限定されない）を識別するために、（例えば基板層においてであるがこれには限定されない）わずかな屈折率の変動および／または誘起指標変化（例えば、対応する光路に沿った光の分散の変化であるがこれには限定されない）が独立して測定および検査され得る。出力を表すデータがキャプチャされ、記憶、分析、および／または検査などのさらなる操作のために転送され得る。
[00505]実施例によっては、基板層はサンプル検査デバイスの検知層／環境として機能し得る。基板層は、半導体集積回路／チップ（例えば酸化シリコンチップまたはウエハであるがこれらには限定されない）であり得るかまたはそれを含み得る。例示の集積回路／チップは、複数のセンサ、トランジスタ、抵抗器、ダイオード、および／またはキャパシタなどを含み得る。基板層は、上の導波路層よりも低い屈折率を有し得る。基板層は、その中の検知環境における変化に対する感度をなくす保護密封膜を含み得る。
[00506]インターフェース層は、導波路層の真上に結合され、配置されたガラスまたは透明ポリマーなどの光学的に透明な材料を含み得る。インターフェース層の表面上の媒体の付着は、下の光チャネル／導波路層の屈折率の変化を引き起こし得る。
[00507]参照チャネルに関連付けられた参照窓が、被覆され、密封され、またはその上に参照媒体（例えば、空気、水、および／または既知の生化学サンプルなど）の付着を受け入れるためにアクセス可能である。
[00508]サンプル窓が、検査のためのサンプル媒体（例えば、分子、液体および／またはこれらの組み合わせであるがこれらには限定されない）を受け入れるように構成され得る。実施例によっては、サンプル窓に付着させたサンプル媒体（例えば、生化学サンプルであるがこれには限定されない）が、例えば、物理的引力（例えば表面張力であるがこれには限定されない）または化学反応（例えば化学結合、および／または抗体反応などであるがこれらには限定されない）により、表面および／またはその上の媒体と相互作用し得る。サンプル窓の表面は、特定の種類の媒体、または媒体中の特定の種類の分子と相互作用するように構成され得る。実施例によっては、サンプル媒体は、詳細を本明細書で説明する、サンプル窓に配置された流体チャネルに供給され得る。
[00509]図２０Ａおよび図２０Ｂに、導波路内の光チャネルの例示の構成の側断面図を示す。図のように、各導波路２０００Ａ／２０００Ｂは、基板層２０２０Ａ／２０２０Ｂと、導波路層２０２２Ａ／２０２２Ｂと、インターフェース層２０２４Ａ／２０２４Ｂとを含む。
[00510]図２０Ａを参照すると、導波路層２０２２Ａは、インターフェース層２０２４Ａ内のサンプル窓２００２Ａに関連付けられた第１のサンプルチャネル２０１０Ａと、第１の参照チャネル２００８Ａと、第２の参照チャネル２０１２Ａとを含み得る。図のように、第１および第２の参照チャネル２００８Ａ、２０１２Ａは、検査のためのクラッド（例えば、中に参照媒体がない酸化シリコンクラッド参照体であるがこれには限定されない）であり得る。
[00511]図２０Ｂを参照すると、導波路層２０２２Ｂは、インターフェース層２０２４Ｂ内のサンプル窓２００２Ｂに関連付けられた第１のサンプルチャネル２０１０Ｂと、インターフェース層２０２４Ｂ内の第１の参照窓２００４Ｂに関連付けられた第１の参照チャネル２００８Ｂと、インターフェース層２０２４Ｂ内の第２の参照窓２００６Ｂに関連付けられた第２の参照チャネル２０１２Ｂとを含み得る。各参照窓２００４Ｂ、２００６Ｂは密封され、検査を目的として同一または異なる参照媒体（例えば、空気、水、および／または生化学サンプルであるがこれらには限定されない）を収容し得る。あるいは、実施例によっては、１つの参照チャネルがクラッドであり、第２の光チャネルがその中の関連付けられた参照窓内の媒体で密封され得る。
[00512]上記の説明はいくつかの例示の構成を示しているが、本開示の範囲は上記の説明には限定されないことに留意されたい。実施例によっては、一実施例は１つまたは複数の追加および／または代替の要素を含み得る。例えば、２つ未満または３つ以上の参照チャネルも実装され得る。
[00513]図２０Ａおよび図２０Ｂに戻って参照すると、サンプル窓２００２Ａ／２００２Ｂはインターフェース層の表面にサンプル媒体（例えば分子、生化学サンプルおよび／またはウイルスなどであるがこれらには限定されない）の付着を受け入れるように構成され得る。例えば、サンプル検査デバイスコンポーネントは、再使用可能、使い捨てであってよく、および／または再使用可能部分と使い捨て部分の組み合わせを含んでもよい。実施形態によっては、サンプル窓２００２Ａ／２００２Ｂは、上述のものと同様に、検査を目的としてサンプル媒体中の特定の分子を付着させるために表面に配置された１つまたは複数の生物元素または化学元素（例えば抗体）を含み得る。実施形態によっては、サンプル窓２００２Ａ／２０００Ｂは、使用後に毎回（蒸留水、および／またはイソプロピルアルコールなどを使用して）洗浄され得る。実施形態によっては、サンプル媒体は、本明細書で詳細を説明する流体チャネルを介して受け取られ得る。
[00514]基板層（例えば、導波路の基板層内の１つまたは複数のセンサであるがこれらには限定されない）は、サンプル窓２００２Ａ／２００２Ｂに配置された異なるサンプル媒体に対応する光の進行方向の変化によって生じる測定屈折率の局所的変化を検出および測定し得る。
[00515]導波路層は、複数のサンプルチャネル、参照チャネル、サンプル窓および／またはこれらの組み合わせを含み得る。導波路層内のサンプルチャネルと参照チャネルは互いに実質的に平行であり、さらに、上方のインターフェース層内の開口部／窓に関連付けられ得る。
[00516]図２１から図２３に、半導体製造技術と類似しており、本明細書で説明している方法により製造可能な、例示の導波路の様々な図を示す。
[00517]図２１を参照すると、例示の導波路２１００が、それぞれが複数の光チャネル（図示せず）に関連付けられた複数のサンプル窓２１０２、２１０４、２１０６を含む。
[00518]図２２は、それぞれが複数の埋め込み光チャネル２２０８、２２１０、２２１２に関連付けられた複数のサンプル窓２２０２、２２０４、２２０６を含む例示の導波路２２００の上面図を示す。各例示の光チャネル２２０８、２２１０、２２１２は、５０ｎｍ未満の幅と、１ミリメートルから５ミリメートルの範囲の長さと、１マイクロメートル未満、例えば０．１マイクロメートルから０．３マイクロメートルの深さとを有し得る。各光チャネル２２０８、２２１０、２２１２は、横方向に隣接／近接光チャネルから約０．１ミリメートルの間隔を空けて配置され得る。
[00519]図２３は、約１ミリメートル未満の厚さの幅（例えば０．２ミリメートルと０．３ミリメートルの間であるがこれには限定されない）を有する例示の導波路２３００の側面図を示す。
[00520]上記の説明はいくつかの例示の寸法を示しているが、本開示の範囲は上記の説明には限定されないことに留意されたい。実施例によっては、一実施例は、上記に記載されているものとは異なる寸法を有する１つまたは複数の要素を含み得る。
[00521]実施例によっては、導波路は、半導体および集積回路製造に使用されるものと類似した製造技術および／またはプロセスを使用して形成され得る。
[00522]図２４に、本開示の様々な実施例による導波路２４００を製造するための例示の製造方法を示す。導波路２４００を設けるために、適切な実験室条件下で複数の層／コンポーネントが互いに結合／積層され得る。図のように、導波路２４００を製造するために、基板層２４０２と、中間層２４０４と、複数の導波路層２４０６、２４０８、２４１０と、インターフェース層２４１２とが互いに結合され得る。例示の製造プロセス中、シリコンウエハの製作後、導波路層２４０６、２４０８、２４１０がガラスウエハに移され得る。
[00523]「端面照射」とは、導波路の側面（例えば「端面」）を通して導波路に光を方向づける機構を指す。端面照射導波路は、導波路を光源に正しく位置合わせすることを含む、多くの技術的難点に直面する。これは、様々な要因に起因し得る。例えば、導波路のサブミクロンスケールの断面により、光学位置合わせ要件が大量生産製品の能力を超える可能性がある。例えば、オンチップ格子結合器はウエハ加工で位置合わせするのが難しい場合がある。
[00524]本開示の一部の実施例によると、オンチップマイクロＣＰＣ（複合放物面型集光）レンズアレイが、大量生産を可能にするように光学位置合わせ要件を１０分の１以上低減し得る。例えば、マイクロレンズアレイは、シリコンウエハ加工により精密に製造可能である。実施形態によっては、単一チップの直接端面照射導波路（追加の結合器なし）が、小型化サイズおよび／または削減された製造コストを有する導波路検知製品を可能にし得る。
[00525]実施形態によっては、導波路の入射端面にマイクロＣＰＣレンズアレイが配置され得る。マイクロＣＰＣレンズアレイの各集光レンズの出射端が１つの導波路チャネルに位置合わせされ得る。結合効率を高くするために各集光レンズの入射端が入射領域をカバーし得る。実施形態によっては、オンチップマイクロレンズはシリコンプロセスにより高精度で製造可能である。
[00526]実施形態によっては、単一チップの直接端面照射導波路（追加の結合器なし）が、応用機器の複雑さとコストを低減し得るとともに、最小限のコンポーネント数しか必要としない。実施形態によっては、マイクロＣＰＣレンズアレイは光入射面積を３７００倍以上に増大させ得る。実施形態によっては、製品サイズとコストをさらに削減するために光源がコリメーションモジュールによって簡略化され得る。
[00527]次に図２５を参照すると、例示のサンプル検査デバイス３７００の一部が示されている。図２５に示す実施例では、例示のサンプル検査デバイス３７００は、基板３７０１と、基板３７０１上に配置された導波路３７０３と、基板３７０１上に配置されたレンズアレイ３７０５とを含む。
[00528]上述の基板層と同様に、基板３７０１はサンプル検査デバイスの様々なコンポーネントに機械的支持を与え得る。例えば、基板３７０１は導波路３７０３とレンズアレイ３７０５とに機械的支持を与え得る。
[00529]実施形態によっては、基板３７０１は、ガラス、酸化シリコン、およびポリマーなどであるがこれらには限定されない材料を含み得る。
[00530]実施例によっては、導波路３７０３および／またはレンズアレイ３７０５は、機械的手段（例えば結合クリップ）および／または化学的手段（接着剤（例えばグルー））を含むがこれらには限定されない様々な手段によって基板３７０１の上に配置され得る。
[00531]実施形態によっては、レンズアレイ３７０５は、導波路３７０３の入射端面（例えば図２５に示す入射端面３７０７）に光を方向づけるように構成される。
[00532]実施形態によっては、レンズアレイ３７０５は、複合放物面集光（ＣＰＣ）レンズアレイを含む。一例として、複合放物面集光（ＣＰＣ）レンズアレイは、複数の集光レンズ（例えば集光レンズ３７０５Ａ、集光レンズ３７０５Ｂ）を含む。図２５に示す実施例では、各集光レンズの出射端が導波路３７０３の光チャネル（例えば、対応する光チャネルの入射開口部）に位置合わせされ、各集光レンズの入射端が、本明細書で詳細を説明する入射光源に位置合わせされる。
[00533]実施形態によっては、レンズアレイ３７０５はマイクロＣＰＣレンズアレイを含む。実施形態によっては、レンズアレイ３７０５は非対称ＣＰＣレンズアレイを含む。実施形態によっては、レンズアレイ３７０５は非対称マイクロＣＰＣレンズアレイを含む。
[00534]次に図２６を参照すると、例示のサンプル検査デバイス３８００の上面図の一部が示されている。図２６に示す実施例では、例示のサンプル検査デバイス３８００は、例えば集光レンズ３８０４を含むがこれには限定されないレンズアレイを含み得る。例示のサンプル検査デバイス３８００は、例えば光チャネル３８０２を含み得るがこれには限定されない導波路も含み得る。上述し、本明細書でさらに詳細に説明するように、光は導波路の光チャネル（例えば光チャネル３８０２）を通り得る。
[00535]図２６に示す実施例では、集光レンズ３８０４の出射端が光チャネル３８０２の入射端面と位置合わせされる。したがって、レンズアレイは導波路に光を方向づける精度を向上させ得る。
[00536]図２７を参照すると、例示のサンプル検査デバイス３９００の上面図の一部が示されている。図２７に示す実施例では、例示のサンプル検査デバイス３９００の例示の導波路３９１７が複数の光チャネルを含み得る。例えば、導波路３９１７は、参照チャネル３９０１と、参照チャネル３９０３と、サンプルチャネル３９０７と、サンプルチャネル３９０９と、参照チャネル３９１３と、参照チャネル３９１５とを含み得る。実施形態によっては、例示の導波路３９１７は、１つまたは複数の埋め込み光チャネルを含み得、レンズアレイは埋め込み光チャネルに光を方向づけない。例えば、例示の導波路３９１７は埋め込み参照チャネル３９０５と埋め込み参照チャネル３９１１とを含み得る。
[00537]本明細書でさらに詳細に説明するように、サンプルチャネル３９０７および／またはサンプルチャネル３９０９は、それぞれ、被検サンプルを受け入れるためのサンプル窓を含み得るかまたは共有し得る。参照チャネル３９０１、参照チャネル３９０３、参照チャネル３９１３、参照チャネル３９１５、埋め込み参照チャネル３９０５、および／または埋め込み参照チャネル３９１１は密封され、検査を目的として同一または異なる参照媒体（例えば、空気、水、および／または生化学サンプルなどであるがこれらには限定されない）を収容し得る。これに加えて、またはこれに代えて、実施例によっては、参照チャネルのうちの１つまたは複数の参照チャネルがクラッディングされ、参照チャネルのうちの１つまたは複数の参照チャネルが、関連付けられた参照窓において媒体により密封され得る。
[00538]図２８Ａおよび図２８Ｂを参照すると、例示のサンプル検査デバイス４０００が示されている。図２５、図２６および図２７に関連して上述したものと同様に、例示のサンプル検査デバイス４０００は、基板４００２と、導波路４００４と、レンズアレイ４００６とを含み得る。実施形態によっては、導波路４００４は１つまたは複数の光チャネル（例えば参照チャネル４００８）を含み得る。実施形態によっては、レンズアレイ４００６は１つまたは複数の集光レンズ（例えば集光レンズ４０１０）を含み得る。
[00539]実施形態によっては、レンズアレイ４００６は導波路４００４の入射端面に光を方向づけるように構成される。例えば、集光レンズのそれぞれが、導波路４００４の光チャネルの入射端面に光を方向づけるように構成される。図２８Ａおよび図２８Ｂの実施例に示すように、集光レンズ４０１０の出射端面は参照チャネル４００８の入射端面に結合され、位置合わせされる。
[00540]実施形態によっては、レンズアレイ４００６は光源とも位置合わせされる。例えば、光をレンズアレイに（例えば集光レンズのそれぞれの入射端面に）方向づけるように１つまたは複数の光学素子が実装され得る。
[00541]次に図２９を参照すると、例示のサンプル検査デバイス４１００が示されている。上述のものと同様に、例示のサンプル検査デバイス４１００は、基板４１０１と、導波路４１０３と、レンズアレイ４１０５とを含み得る。レンズアレイ４１０５は、上述のものと同様に、光を導波路４１０３の入射端面に方向づけるように構成され得る。
[00542]図２９に示す実施例では、サンプル検査デバイス４１００は光源４１０７と組み込み光学コンポーネント４１０９とを含み得る。
[00543]上述のものと同様に、光源４１０７は、光（レーザ光ビームを含むがこれには限定されない）の生成、発生および／または放射を生成、発生、放射および／またはトリガするように構成され得る。光源４１０７は、組み込み光学コンポーネント４１０９に結合可能であり、光が光源４１０７から組み込み光学コンポーネント４１０９まで進行し得る。上述したものと同様に、組み込み光学コンポーネント４１０９は、光をレンズアレイ４１０５にコリメート、偏光、および／または結合し得る。
[00544]上述したものと同様に、レンズアレイ４１０５は導波路４１０３の入射端面に光を方向づけるように構成され得る。例えば、レンズアレイ４１０５の集光レンズのそれぞれが、導波路の光チャネル（例えば参照チャネルまたはサンプルチャネル）の入射端面に光を方向づけるように構成される。光は対応する参照チャネルまたは対応するサンプルチャネルを進み、撮像コンポーネント４１１１によって検出され得る。実施形態によっては、撮像コンポーネント４１１１は、干渉分光データを収集するように導波路４１０３の出射端面に配置され得る。
[00545]本開示の範囲は上記のものには限定されないことに留意されたい。本開示の実施形態によっては、様々な図面中の特徴を置き換え／およびまたは組み合わせることができる。例えば、図２５、図２６、図２７、図２８Ａ、図２８Ｂおよび図２９はサンプルチャネルまたは参照チャネルの開口部に光を方向づけるための例示のレンズアレイを示しているが、上記の図４に示した組み込み光学コンポーネント８０４を含むがこれには限定されない、サンプルチャネルまたは参照チャネルの開口部に光を方向づけるための１つまたは複数の追加または代替の光学素子が実装されてもよい。
[00546]多チャネル導波路（例えば複数の光チャネルを含む導波路）が、複数の光チャネルの照射のために、１つまたは複数のビームスプリッタコンポーネント（Ｙスプリッタ、Ｕスプリッタ、および／またはＳスプリッタなど）を含み得る。しかし、多くのビームスプリッタが、シリコンウエハ加工に起因する技術的限界、困難および／または応用上の制約に直面する場合がある。
[00547]例えば、図３０に導波路の例示の上面図の一部を示す。図３０に示す実施例では、導波路は１つまたは複数のＹスプリッタを含み得る。例えば、導波路は例示のＹスプリッタ４２００を含み得る。
[00548]Ｙスプリッタ４２００は、Ｙ字に似た形状とされることができ、１つの光ビームを２つに分割する。例えば、光は「Ｙ」の底部から「Ｙ」の上部分岐まで進行し得る。図３０に示すＹスプリッタ４２００を参照すると、光は入射端面４２０３に入り、２つに分割され、出射端面４２０５および４２０７から出ることができる。
[00549]実施形態によっては、光が１つのＹスプリッタの出射端面から出て、別のＹスプリッタの入射端面に入ることができるように、１つまたは複数のＹスプリッタが並列に接続され得る。図３０に示す実施例では、複数のＹスプリッタが、本明細書に記載の複数の光チャネル（例えばサンプルチャネルおよび／または参照チャネル）を設けるように接続され得る。
[00550]しかし、Ｙスプリッタは均一化された光分割構造を設けることにおいて製造上の限界に直面する場合がある。さらに、３つ以上の光チャネルの場合、複数のＹスプリッタが必要となり、余分の軸方向チップ空間が必要となり得る。
[00551]別の実施例として、図３１に導波路の例示の上面図の一部を示す。図３１に示す実施例では、導波路は１つまたは複数のＵスプリッタを含み得る。例えば、導波路は例示のＵスプリッタ４３００を含み得る。
[00552]Ｕスプリッタ４３００は、「Ｕ」字に似た形状とされることができ、１つの光ビームを２つに分割する。例えば、光は「Ｕ」の底部から「Ｕ」の２つの上部分岐まで進み得る。図３１に示すＵスプリッタ４３００を参照すると、光は入射端面４３０２内に進み、２つに分割され、出射端面４３０４および分岐４３０６から出ることができる。
[00553]実施形態によっては、光が１つのＵスプリッタの出射端面から出て、別のＵスプリッタの入射端面に入ることができるように、１つまたは複数のＵスプリッタが並列に接続され得る。図３１に示す実施例では、複数のＵスプリッタが、本明細書に記載の複数の光チャネル（例えばサンプルチャネルおよび／または参照チャネル）を設けるように接続され得る。
[00554]上述のＹスプリッタの実施例と同様に、Ｕスプリッタは均一化された光分割構造を設けることにおいて製造上の限界に直面する場合がある。Ｕスプリッタは、光チャネル間の光干渉を生じさせ得る、光チャネル間のより狭い離隔ももたらし得る。
[00555]別の実施例として、図３２に導波路の例示の上面図の一部を示す。図３２に示す実施例では、導波路は１つまたは複数のＳスプリッタを含み得る。例えば、導波路は例示のＳスプリッタ４４００を含み得る。
[00556]Ｓスプリッタ４４００は、１つの光ビームを２つに分割し得る。図３２に示すＳスプリッタ４４００を参照すると、光は入射端面４４０１内に進み、２つに分割され、出射端面４４０３および４４０５から出ることができる。
[00557]実施形態によっては、光が１つのＳスプリッタの出射端面から出て、別のＳスプリッタの入射端面に入るように、１つまたは複数のＳスプリッタが並列に接続され得る。図３２に示す実施例では、複数のＳスプリッタが、本明細書に記載の複数の光チャネル（例えばサンプルチャネルおよび／または参照チャネル）を設けるように接続され得る。
[00558]上述のＹスプリッタの実施例およびＵスプリッタの実施例と同様に、Ｓスプリッタは、均一化された光分割構造を設けることにおいて製造上の限界に直面する場合がある。Ｓスプリッタは、Ｓ字移行部のために余分の軸方向チップ空間も必要とし得るとともに、Ｓスプリッタ間の直線部分の角度に沿って光を方向づけることにおいて限界に直面し得る。
[00559]上述のように、実施形態によっては、導波路の入射端面にマイクロＣＰＣレンズアレイが配列され得る。マイクロＣＰＣレンズアレイの各集光レンズの出射端が１つの光チャネルに位置合わせされ得る。各集光レンズの入射端は、結合効率を高くするために入射領域をカバーし得る。実施形態によっては、オンチップマイクロレンズはシリコンプロセスにより高精度で製造可能である。
[00560]したがって、本開示の様々な実施例によると、フラッド照射多チャネル導波路が、多チャネルを、マイクロＣＰＣレンズアレイを介して直接端部照射によりフラッド照射することによって、ビームスプリッタを省くことができる。実施形態によっては、オーバーサイズレーザ源がマイクロＣＰＣレンズアレイに光を供給し得る。実施形態によっては、照射された導波路内の光が曲線光チャネルを通って検知部まで導かれることができ、光チャネルの曲線部分が最小所要チップ空間で光の均一性を補正し、最適化することができる。
[00561]次に図３３Ａおよび図３３Ｂを参照すると、例示の導波路４５０２の少なくとも一部の例示の上面図４５００が示されている。具体的には、図３３Ｂは、図３３Ａに示す上面図の一部（光チャネル４５０４）を拡大して示す。
[00562]実施形態によっては、例示の導波路４５０２はフラッド照射多チャネル導波路であり得る。
[00563]図３３Ａに示す実施例では、導波路４５０２は光源からの光を受光するための入射端面４５０６を含み得る。導波路４５０２の入射端面４５０６は、複数の多チャネル入射導波路開口部（本明細書では「入射開口部」とも呼ぶ）を含み得、複数の入射開口部のそれぞれは入射光を受光するための光チャネルの開口部に相当する。例えば、入射端面４５０６は入射開口部４５０８を含み得る。
[00564]実施形態によっては、導波路の入射端面は、光を受光するように構成される。実施形態によっては、複数の入射開口部のそれぞれが光を受光するように構成される。例えば、光は入射端面４５０６に入射することができ、入射端面４５０６は光を受光するように構成され得る。上述のように、入射端面４５０６は入射開口部４５０８を含み得る。したがって、入射開口部４５０８は光を受光するように構成され得る。光は対応する光チャネル４５０４を通って進み得る。実施形態によっては、複数の光チャネル（光チャネル４５０４を含む）はそれぞれ、光を対応する入射開口部から対応する光チャネルを通って導くように構成される。
[00565]実施形態によっては、複数の光チャネルの入射開口部は同じ幅を有し得る。実施形態によっては、複数の光チャネルの入射開口部は異なる幅を有し得る。例えば、入射開口部の異なる幅は、単一のガウス分布照射下で光チャネル間で受光されるエネルギーをバランスさせ得る。
[00566]実施形態によっては、光チャネルの入射開口部は導波路の入射端面に対して垂直であり得る。実施形態によっては、光チャネルの入射開口部は導波路の入射端面に対して垂直でなくてよく、これにより、例えば他のスプリッタ（例えばＳスプリッタ）において必要な曲線空間をなくし得る。
[00567]実施形態によっては、複数の光チャネルのそれぞれが曲線部分と直線部分とを含む。一例として、図３３Ａおよび図３３Ｂに示す実施例では、光チャネル４５０４は曲線部分４５１０と直線部分４５１２とを含み得る。実施形態によっては、直線部分４５１２は曲線部分４５１０に接続され、それによって光が光チャネルの入射開口部から光チャネルの出射開口部まで進むことができるようにする。
[00568]図３３Ａおよび図３３Ｂに示す実施例では、曲線部分４５１０は入射開口部４５０８から次第に逸れることができ、光チャネル４５０４を通して光を導くための収束角をもたらし得る。光が曲線部分４５１０の終端に達すると、光は直線部分４５１２に進むことができ、最終的に光チャネル４５０４から出射し得る。したがって、曲線部分４５１０は、光ビームを方向転換および補償により最適な均一性でセンサ導波路部分に結合するように多項式曲線を与え得る。
[00569]図３３Ａおよび図３３Ｂに示すように、光チャネルの直線部分は互いに離隔されることができ、したがって光チャネルの終端間に離隔が生じる。光チャネルの終端間の離隔距離は、プロセス能力に基づいて決まり得る。例えば、わずかな離隔はフラッド照射においてより少ないエネルギー損失を有し得る。実施形態によっては、導波路入射部においてオーバーサイズ照射光スポット（例えばオーバーサイズレーザ源）を有するフラッド照射により、低速ビーム収束角に起因する位置合わせ要件を低減し得る。例えば、位置合わせずれ敏感度が、本開示の実施例を実装しない端部照射導波路照射の１０分の１以下となり得る。オーバーサイズ照射によるエネルギー損失と入射端間の間隙エネルギー損失とがあり得るが、本開示の実施例は、低パワーダイオードレーザ入射および撮像コンポーネント出射にとって十分な光結合効率を高い信号対雑音比で実現し得る。
[00570]次に図３４を参照すると、例示のサンプル検査デバイス４６００が示されている。上述のものと同様に、例示のサンプル検査デバイス４６００は、光源４６０１と、組み込み光学コンポーネント４６０３と、導波路４６０５と、撮像コンポーネント４６０７とを含み得る。
[00571]上述のものと同様に、光源４６０１は、光（レーザ光ビームを含むがこれには限定されない）の生成、発生および／または放射を生成、発生、放射および／またはトリガするように構成され得る。光源４６０１は、組み込み光学コンポーネント４６０３に結合されることができ、光源４６０１から光が組み込み光学コンポーネント４６０３まで進み得る。上述のものと同様に、組み込み光学コンポーネント４６０３は、導波路４６０５に光をコリメート、偏光および／または結合し得る。例えば、組み込み光学コンポーネント４６０３は、光を導波路４６０５内の複数の光チャネルの入射開口部のそれぞれにコリメート、偏光、および／または結合し得る。光は複数の光チャネル（例えば参照チャネルおよび／またはサンプルチャネル）を通って進み、撮像コンポーネント４６０７によって検出され得る。実施形態によっては、撮像コンポーネント４６０７は、干渉分光データを収集するように導波路４６０５の出射端面に配置され得る。
[00572]図３４に示す実施例では、導波路４６０５は、導波路４６０５の上面に検知区分４６０９を含み得る。検知区分４６０９は、例えば、被検サンプルを受け入れるためのサンプルチャネルの１つまたは複数のサンプル窓、および／または、検査を目的として同一または異なる参照媒体（例えば、空気、水、および／または生化学サンプルなどであるがこれらには限定されない）を貯蔵するための参照チャネルの１つまたは複数の参照窓を含み得る。
[00573]実施形態によっては、１つまたは複数の光チャネルがサンプル窓を共有することができ、したがって合同サンプルチャネルを形成し得る。実施形態によっては、１つまたは複数の光チャネルが参照窓を共有することができ、それによって合同参照チャネルを形成し得る。実施形態によっては、検知区分４６０９は（例えば曲線部分のない）光チャネルの直線部分に相当し得る。
[00574]本開示の範囲は上述のものには限定されないことに留意されたい。本開示の一部の実施形態では、様々な図面中の特徴を置き換えおよび／または組み合わせ得る。例えば、上述のように、他の図面に記載されている１つまたは複数のサンプルチャネルおよび１つまたは複数の参照チャネルを作製するように上述の複数の光チャネルが導波路内に実装されてもよい。
[00575]導波路端面入射および出射は、導波路に付加された結合コンポーネント（プリズムまたは格子などであるがこれらには限定されない）を必要とし得る。実施形態によっては、プリズムは追加の空間を必要とし得る。実施形態によっては、格子は波長依存問題に直面する場合がある。プリズムと格子は両方とも広帯域に対応することができず、効率損失の問題がある場合がある。
[00576]プリズムまたは格子を導波路に結合するために直接端面結合を実装することができる。しかし、事後研磨端面との直接端面結合は製造プロセス時に製造上の困難を生じる可能性があり、その結果、（例えば導波路チップとしてパッケージ化された）導波路の大量生産のコストが高くなる可能性がある。したがって、これらの難点を克服し、導波路チップの大量生産を可能にする直接端面結合に関する設計および／または機構が必要である。
[00577]本開示の様々な実施例によると、サンプル検査デバイスが提供される。実施形態によっては、サンプル検査デバイスは、光学端面品質を実現し得る直接端面結合機構を含み得る。例えば、製造プロセス中、ダイシング後の導波路（例えば完成チップ）が、選択された端面における光入射面および出射面の光学品質を維持するように陥凹型光インターフェース端面を作製するために、導波路の端面をエッチングし得る。事後研磨プロセスをなくすことによって、端面の光学面品質がシリコンウエハ加工により保証され得る。したがって、導波路は最高効率で（例えばラボオンチップ製品として）大量生産することができる。
[00578]実施形態によっては、光インターフェース端面の面は、導波路の層ごとの製造プロセスの終わりにエッチングにより実現され得る。光インターフェース端面の面は、すべての層を通してエッチング可能であり、光が導波路に直接入射して最小限の損失で出射することができるようにするために、光学的に透明な品質を有し得る。言い換えると、光インターフェース端面は、集束光が光源から直接導波路に入射することができるようにするとともに、導波路から撮像コンポーネント（例えば光センサ）に直接出射することができるようにする。実施形態によっては、結合効率をさらに向上させるために光学コンポーネント（レンズなど）が追加され得る。
[00579]次に図３５Ａおよび図３５Ｂを参照すると、例示のサンプル検査デバイス４７００が示されている。具体的には、例示のサンプル検査デバイス４７００は、本明細書に記載の様々な例示のプロセスにより製作され得る。
[00580]図３５Ａに示す実施例では、例示のサンプル検査デバイス４７００は複数の層を含み得る。例えば、例示のサンプル検査デバイス４７００は、上述のものと類似した、基板層４７０１と、中間層４７０３と、導波路層４７０５と、インターフェース層４７０７とを含み得る。
[00581]例えば、基板層４７０１は、ガラス、酸化シリコンおよびポリマーなどであるがこれらには限定されない材料を含み得る。中間層４７０３は、化学的手段（例えばグルーなどの接着剤）、機械的手段（例えば１つもしくは複数の機械的締め具、または、はんだ、スナップ嵌め、永久的および／もしくは非永久的締め具などの方法）、および／または適切な手段を含むがこれらには限定されない、より多くの締付け機構および／または取り付け機構により、基板層４７０１に取り付けられ得る。
[00582]実施形態によっては、導波路層４７０５は導波路（例えば１つまたは複数の光チャネルを含む導波路）を含む。例えば、サンプル検査デバイスの導波路層は、ＳｉＯ２を含む層と、Ｓｉ３Ｎ４を含む層と、ＳｉＯ２を含む層とを含み得る。実施形態によっては、導波路層４７０５は、化学的手段（例えばグルーなどの接着剤）、機械的手段（例えば１つもしくは複数の機械的締め具、または、はんだ、スナップ嵌め、永久的および／もしくは非永久的締め具などの方法）、および／または適切な手段を含むがこれらには限定されない、より多くの締付け機構および／または取り付け機構により、中間層４７０３に取り付けられ得る。
[00583]実施形態によっては、インターフェース層４７０７は、上述したものと同様の、１つもしくは複数のサンプル窓および／または１つもしくは複数の参照窓などであるがこれらには限定されない１つまたは複数のインターフェース要素を含み得る。実施形態によっては、インターフェース層４７０４は、化学的手段（例えばグルーなどの接着剤）、機械的手段（例えば１つもしくは複数の機械的締め具、または、はんだ、スナップ嵌め、永久的および／もしくは非永久的締め具などの方法）、および／または適切な手段を含むがこれらには限定されない、より多くの締付け機構および／または取り付け機構により、導波路層４７０５に取り付けられ得る。
[00584]実施形態によっては、光学端面品質を実現するために、中間層の第１の端面と、導波路層の第１の端面と、中間層の第２の端面と、導波路層の第２の端面とが、この方法中にエッチングされ得る。次に図３５Ｂを参照すると、エッチングされた様々な端面が示されている。
[00585]実施形態によっては、中間層４７０３は、第１の端面４７０９と第２の端面４７１１とを含み得る。実施形態によっては、光は第１の端面４７０９を通って中間層４７０３に入射し得る。実施形態によっては、光は第２の端面４７１１を通って中間層４７０３から出射し得る。
[00586]実施形態によっては、導波路層４７０５は、第１の端面４７１３と第２の端面４７１５を含み得る。実施形態によっては、光は第１の端面４７１３を通って導波路層４７０５に入射し得る。実施形態によっては、光は第２の端面４７１５を通って導波路層４７５０から出射し得る。
[00587]実施形態によっては、インターフェース層４７０７は第１の端面４７１７と第２の端面４７１９とを含み得る。実施形態によっては、光は第１の端面４７１７を通ってインターフェース層４７０７に入射し、第２の端面４７１９を通ってインターフェース層４７０７から出射し得る。
[00588]サンプル検査デバイス４７００のための方法中、様々な層を取り付けた後、中間層４７０３の第１の端面４７０９と、導波路層４７０５の第１の端面４７１３と、インターフェース層４７０７の第１の端面４７１７とが基板層４７０１の端面より陥凹し得るように、中間層４７０３の第１の端面４７０９と、導波路層４７０５の第１の端面４７１３と、インターフェース層４７０７の第１の端面４７１７とが一緒にエッチングされ得る。図３５Ｂに示すように、光は導波路層４７０５の入射開口部４７２１を通って導波路層４７０５に入射し得る。したがって、導波路層４７０５のエッチングされた第１の端面４７０９は、光損失がより少ない、向上した光学品質を実現可能な陥凹光学端面となり得る。
[00589]同様に、サンプル検査デバイス４７００のための方法中、様々な層を取り付けた後、中間層４７０３の第２の端面４７１１と、導波路層４７０５の第２の端面４７１５と、インターフェース層４７０７の第２の端面４７１９とが基板層４７０１の端面から陥凹し得るように、中間層４７０３の第２の端面４７１１と、導波路層４７０５の第２の端面４７１５と、インターフェース層４７０７の第２の端面４７１９とが一緒にエッチングされ得る。図３５Ｂに示すように、光は導波路層４７０５の出射開口部４７２３を通って導波路層４７０５から出射し得る。したがって、導波路層４７０５のエッチングされた第２の端面４７１５は、光損失がより少ない、向上した光学品質を実現可能な陥凹光学端面となり得る。
[00590]実施形態によっては、中間層４７０３の第１の端面４７０９と、導波路層４７０５の第１の端面４７１３と、インターフェース層４７０７の第１の端面４７１７とのエッチングの後に、この方法は、導波路層４７０５の第１の端面４７１３に光源を結合することをさらに含み得る。実施形態によっては、中間層４７０３の第２の端面４７１１と、導波路層４７０５の第２の端面４７１５と、インターフェース層４７０７の第２の端面４７１９のエッチングの後に、この方法は、導波路層４７０５の第２の端面４７１５に撮像コンポーネントを結合することをさらに含み得る。
[00591]光源は、光（レーザ光ビームを含むがこれには限定されない）の生成、発生および／または放射を生成、発生、放射および／またはトリガするように構成され得る。例えば、光源は、レーザダイオード（例えば、紫色レーザダイオード、可視レーザダイオード、端面発光レーザダイオード、および／または表面発光レーザダイオードなど）を含み得るがこれには限定されない。上述のように、光は光源から放射され、導波路層４７０５の第１の端面４７１３の入射開口部４７２１を通ってサンプル検査デバイス４７００に入射し得る。第１の端面４７１３はこの方法中にエッチングされているため、光はより少ない損失で導波路層４７０５に入射し得る。上述のように、光は導波路層４７０５の第２の端面４７１５の出射開口部４７２３を通ってサンプル検査デバイス４７００から出射し得る。第２の端面４７１５はこの方法中にエッチングされているため、光はより少ない損失で導波路層４７０５から出射し得る。
[00592]したがって、サンプル検査デバイス４７００は、光入射および出射のための陥凹端面を備えて（例えば直接端面結合導波路チップとして）設計可能である。実施形態によっては、プロセスおよび取り扱いの際に損傷を引き起こさずに、光インターフェース端面の品質を保証するために、エッチングプロセス中に安全マージンが実装され得る。
[00593]実施形態によっては、サンプル検査デバイス４７００の１つまたは複数の層（例えば、直接端面光結合アセンブリとして合わさった中間層４７０３、導波路層４７０５、および／またはインターフェース層４７０７）は、高精度位置合わせのために基板層４７０１の表面に位置合わせされ得る。
[00594]実施形態によっては、高い結合効率のための高開口数光学応用を可能にするために、様々な端面に屈折率整合流体が塗布され得る。例えば、導波路層４７０５の屈折率と合致する屈折率を有する流体が、第１の端面４７１３および／または第２の端面４７１５に塗布され得る。これに加えて、またはこれに代えて、中間層４７０３の屈折率と合致する屈折率を有する流体が、第１の端面４７０９および／または第２の端面４７１１に塗布され得る。これに加えて、またはこれに代えて、インターフェース層４７０７の屈折率と合致する屈折率を有する流体が第１の端面４７１７および／または第２の端面４７１９に塗布され得る。
[00595]本開示の様々な実施形態において、例示のサンプル検査デバイスは、マイクロセンサチップ（例えば導波路層）とオンチップマイクロ流体系（例えばオンチップ流体系層）とを含むラボオンチップ（ＬＯＣ）デバイスの形態をとり得る。微小化によるアドオンマイクロ流体系の製作には技術的困難が存在し、マイクロ流体系とともにマイクロチップをパッケージ化する場合に技術的難題となる可能性がある。
[00596]実施形態によっては、オンチップマイクロ流体系を備えた光学ウイルスセンサを、チップスケールのセンサパッケージ化プロセスにおいて組み込み流体流入開口部（または流入口）と流出開口部（または排出口）とを備えたカバーガラスを付加することによって、シリコンウエハ加工によって精密に形成することができる。ウエハ加工マイクロ流体は、精密に成形された流体系の付加に伴うコストを削減することができ、チップスケールのパッケージは精密に成形された流体系を組み付けるプロセスをなくすことができる。
[00597]したがって、本開示の様々な実施形態は、高精度で低コストのウエハレベルのパッケージ化プロセス、微細化計器集積のための最小センサ寸法、高速で容易な接続および密封によるガラス面流体インターフェース、ならびに／または光学アセンブリを簡易化するための直接端面光入射および出射を実現し得る。
[00598]次に図３６を参照すると、例示の装置４８００が示されている。実施形態によっては、例示の装置４８００は、本開示の実施形態により製造可能なオンチップ流体系を備えた導波路であり得る。
[00599]図３６に示す実施例では、例示の装置４８００を製造するために、例示の方法は、導波路層４８０１を製作することと、オンチップ流体系層４８０３を製作することとを含み得る。本明細書では、オンチップ流体系層（または、オンチップ流体系を提供するためのコンポーネント）を「流体チャネルプレート」とも呼ぶことがある。
[00600]本開示の様々な実施形態において、導波路層４８０１は本明細書に記載の様々な実施例により製造または製作され得る。例えば、導波路層４８０１は、本開示の実施形態による光チャネル（例えば光チャネル４８１１）を含む１つまたは複数の導波路を提供し得る。
[00601]図３６に示すように、オンチップ流体系層４８０３は、サンプル媒体の流路を提供する複数の流体チャネルを含み得る。図３６に示す実施例では、オンチップ流体系層４８０３は、流体チャネル４８０５と、流体チャネル４８０７と、流体チャネル４８０９とを含み得る。流体チャネル４８０５と、流体チャネル４８０７と、流体チャネル４８０９のそれぞれは流入口を流出口に接続する空隙の形態とし得る。
[00602]実施形態によっては、オンチップ流体系層４８０３はポリマーＳＵ−８材を含み得る。これに加えて、またはこれに代えて、オンチップ流体系層４８０３は他の材料を含み得る。
[00603]実施形態によっては、例示の方法は、オンチップ流体系層４８０３を導波路層４８０１の上面に取り付けることを含み得る。具体的には、オンチップ流体系層４８０３の複数の流体チャネル（例えば、流体チャネル４８０５、流体チャネル４８０７、流体チャネル４８０９）が、導波路層４８０１の光チャネルの上に位置合わせされ得る（例えば、流体チャネル４８０７が光チャネル４８１１の上に位置合わせされ得る）。
[00604]次に図３７を参照すると、例示の装置４９００が示されている。具体的には、例示の装置は、本開示の実施形態により製造され得る。
[00605]図３７に示す実施例では、例示の装置４９００を製造するために、例示の方法が、接着層４９０６を製作することと、接着層４９０６を装置４８００の上面に取り付けることと、接着層４９０６の上面にカバーガラス層４８００を取り付けることとを含み得る。実施形態によっては、装置４８００は本明細書に記載の様々な実施例により製作されるオンチップ流体系層を備えた導波路であり得る。
[00606]接着層４９０６は、シリコンなどであるがこれには限定されない適切な材料を含み得る。実施形態によっては、接着層４９０６の上面および／または接着層４９０６の底面に、化学接着剤などであるがこれには限定されない接着剤が配置され得る。
[00607]図３７に示すように、接着層４９０６はサンプル媒体の流路を提供する複数の流体チャネルを含み得る。図３７に示す実施例では、接着層４９０６は、流体チャネル４９１０と、流体チャネル４９１２と、流体チャネル４９１４とを含み得る。流体チャネル４９１０と流体チャネル４９１２と流体チャネル４９１４のそれぞれは、流入口を流出口に接続する空隙の形態とし得る。
[00608]実施形態によっては、接着層４９０６の複数の流体チャネルは、上述のような装置４８００のオンチップ流体系層の複数の流体チャネルと位置合わせおよび／または重ね合わせされ得る。上述のように、装置４８００は上面にオンチップ流体系層を含み得る。装置４８００の上面に接着層４９０６を取り付けた後、接着層４９０６の流体チャネルのそれぞれが、装置４８００のオンチップ流体系層の流体チャネルのうちの１つと位置合わせおよび／または重ね合わせされ得る。
[00609]図３７を参照すると、カバーガラス層４９０８はガラス材などの材料を含み得る。
[00610]カバーガラス層４９０８は、１つまたは複数の流入開口部と１つまたは複数の流出開口部とを含み得る。例えば、カバーガラス層４９０８は、流入開口部４９１６と、流入開口部４９１８と、流入開口部４９２０とを含み得る。流入開口部４９１６と流入開口部４９１８と流入開口部４９２０とを通ってサンプル媒体が流入し得る。カバーガラス層４９０８は、流出開口部４９２２と、流出開口部４９２４と、流出開口部４９２６とを含み得る。流出開口部４９２２と流出開口部４９２４と流出開口部４９２６とを通ってサンプル媒体が流出し得る。
[00611]実施形態によっては、カバーガラス層４９０８の流入開口部および流出開口部は、接着層４９０６内の流体チャネルの流入口および流出口と位置合わせおよび／または重ね合わせされ得る。上述のように、接着層４９０６内の流体チャネルのそれぞれは流入口を流出口に接続し得る。接着層４９０６の上面にカバーガラス層４９０８を取り付けた後、カバーガラス層４９０８の流入開口部のそれぞれが接着層４９０６の流入口のうちの１つと位置合わせおよび／または重ね合わせされ、カバーガラス層４９０８の流出開口部のそれぞれが接着層４９０６の流出口のそれぞれと位置合わせおよび／または重ね合わせされ得る。
[00612]次に図３８を参照すると、例示の装置５０００が示されている。具体的には、例示の装置５０００は、本開示の実施形態により製造され得る。
[00613]図３８に示す実施例では、例示の装置５０００を製造するために、例示の方法が、装置４８００を製作することと、装置４８００にカバーガラスコンポーネント５００１を取り付けることとを含み得る。実施例によっては、装置４８００は、本明細書に記載の様々な実施例により製作されたオンチップ流体系を備えた導波路であり得る。実施例によっては、カバーガラスコンポーネント５００１は、本明細書に記載の実施例により製作されたカバーガラス層と接着層とを含み得る。
[00614]実施例によっては、例示の装置５０００は、保護膜が付加された個別のセンサにダイシングされ得る。
[00615]本開示の様々な実施例において、フォトニック集積回路が光入射と光出射の間の精密位置合わせを必要とすることがあり、これは大量生産および大量配備におけるその応用を制限する可能性がある。例えば、ラボオンチップフォトニック集積回路デバイスは、フィールドサービス可能な製品を必要とすることがあり、精密位置合わせを要し、これはその応用を制限し得る。
[00616]上述のように、本開示の様々な実施例は、導波路を含むサンプル検査デバイス（例えば導波路干渉計センサ）を提供し得る。多くの用途において、導波路は、（導波路面に沿った）Ｘ方向と、（導波路面に対して垂直な）Ｙ方向と、（光源から導波路入射端までの距離である）Ｚ方向とに、＜±５マイクロメートル、＜±２マイクロメートル、＜±１０マイクロメートルの位置合わせ誤差しか許容し得ない。しかし、多くのセンサパッケージ化プロセスは、±２５マイクロメートルのダイ配置精度しか達成することができない。したがって、最善努力式能動的位置合わせ配置プロセスはこの要件を限られた大量生産能力で満たすことができず、位置合わせにおけるフィールドサービス可能な応用のための有効な解決策が必要である。
[00617]本開示の様々な実施例によると、上述のようなディープシリコン端面エッチング技術が使用される。エッチングされた端面は、導波路デバイスをミクロンおよびサブミクロンレベルまで直接位置合わせするための位置合わせ面フィーチャも提供し得る。実施形態によっては、直接位置合わせデバイスは、位置合わせ調整を必要とせずに大量生産において使用可能であり、高い生産効率を達成することができる。また、導波路を交換するときに特別な手段を必要とせずに、直接ドロップイン組み付けプロセスも使用することができる。
[00618]本開示の様々な実施例において、１０分の１マイクロメートル未満であり得るシリコンウエハ加工フィーチャサイズのレベルまでの相対位置合わせ精度のＸ方向とＺ方向の位置合わせフィーチャを設けるように、ディープエッチング技術がシリコン導波路の基板端面において実施され得る。実施形態によっては、Ｚ方向の位置合わせフィーチャは、シリコン上面を、１００分の１マイクロメートル未満であり得るシリコンウエハ膜層厚さのレベルまでの相対精度の基準として使用し得る。
[00619]実施形態によっては、位置合わせ配置において導波路を位置合わせするための取り付け機構は、導波路を位置合わせフィーチャに対して直接接触して弾力的に位置づけられるように押し付けることを含み得る。実施形態によっては、最終組み込み位置合わせ誤差は、位置合わせフィーチャ誤差と、導波路と位置合わせフィーチャとの間の接触間隙との組み合わせであり、これは清浄な接触面ではサブミクロンレベルを実現し得る。
[00620]実施形態によっては、位置合わせフィーチャを露出させるために陥凹カバーガラスとともにチップスケールパッケージが使用され得る。例えば、位置合わせフィーチャ面を基準にして導波路を固定するように、ばね仕掛けの座面を設計することができる。実施形態によっては、流体ガスケットコンポーネント（例えばシリコーン溶液ガスケット）と熱パッドが、追加の機構を使用せずに接触位置合わせのための圧縮力を与えることができる。
[00621]次に図３９Ａ、３９Ｂおよび３９Ｃを参照すると、例示の導波路ホルダコンポーネントの例示の図が示されている。具体的には、図３９Ａは例示の導波路ホルダコンポーネント５１００の例示の分解図を示し、図３９Ｂは例示の導波路ホルダコンポーネント５１００の例示の上面図を示し、図３９Ｃは例示の導波路ホルダコンポーネント５１００の例示の角度付き図である。
[00622]図３９Ａに戻って参照すると、例示の導波路ホルダコンポーネント５１００は、ホルダカバー部材５１０１と流体ガスケット部材５１０３とを含み得る。
[00623]実施形態によっては、ホルダカバー部材５１０１は、ホルダカバー部材５１０１の上面に１つまたは複数の開口部を含み得る。例えば、ホルダカバー部材５１０１は、流入開口部５１０５と、流入開口部５１０７と流入開口部５１０９とを含み得る。例示の導波路ホルダコンポーネント５１００が使用中のとき、サンプルまたは参照媒体が、流入開口部５１０５、流入開口部５１０７、および／または流入開口部５１０９を通って流れ、導波路内に流入し得る。ホルダカバー部材５１０１は、流出開口部５１１１と、流出開口部５１１３と、流出開口部５１１５とを含み得る。例示の導波路ホルダコンポーネント５１００が使用中のとき、サンプルが流出開口部５１１１、流出開口部５１１３、および／または流出開口部５１１５を通って流れ、導波路から流出し得る。
[00624]実施形態によっては、ホルダカバー部材５１０１は、光源を位置合わせするために側面に１つまたは複数の位置合わせフィーチャを含み得る。例えば、１つまたは複数の位置合わせフィーチャは、表面くぼみ（例えば図３９Ａに示す表面くぼみ５１１７および表面くぼみ５１１９）とし得る。入射光を供給するために導波路に光源が結合される場合、光源は、表面くぼみ５１１７および表面くぼみ５１１９に対応し得る突起を側面に含み得、したがって光源が導波路と正しく位置合わせさせることができるようにする。
[00625]図３９Ａに戻って参照すると、流体ガスケット部材５１０３は、流体ガスケット部材５１０３の上面から突出した１つまたは複数のチャネルまたは流入口／流出口を含み得る。例えば、流体ガスケット部材５１０３は、流入口５１２１と、流入口５１２３と、流入口５１２５とを含み得る。流入口５１２１は、ホルダカバー部材５１０１の流入開口部５１０７に結合され得る。流入口５１２３は、ホルダカバー部材５１０１の流入開口部５１０９に結合され得る。流入口５１２５は、ホルダカバー部材５１０１の流入開口部５１０５に結合され得る。例示の導波路ホルダコンポーネント５１００が使用中のとき、サンプルまたは参照媒体が流入開口部５１０７を通って流入口５１２１に流れ、流入開口部５１０９を通って流入口５１２３に流れ、および／または流入開口部５１０５を通って流入口５１２５に流れ、導波路内に流入し得る。図３９Ａに示す実施例では、流体ガスケット部材５１０３は、流出口５１３１と、流出口５１２７と、流出口５１２９とを含み得る。流出口５１３１は、ホルダカバー部材５１０１の流出開口部５１１１に結合され得る。流出口５１２７は、ホルダカバー部材５１０１の流出開口部５１１３に結合され得る。流出口５１２９は、ホルダカバー部材５１０１の流出開口部５１１５に結合され得る。例示の導波路ホルダコンポーネント５１００が使用中のとき、サンプルまたは参照媒体が流出口５１３１を通って流出開口部５１１１に流れ、流出口５１２７を通って流出開口部５１１３に流れ、および／または流出口５１２７を通って流出開口部５１１５に流れ、導波路から流出し得る。
[00626]したがって、流入口５１２１、流入口５１２３、流入口５１２５、流出口５１３１、流出口５１２７および／または流出口５１２９は、流体ガスケット部材５１０３がホルダカバー部材５１０１に固定されることができるようにし得ると同時に、サンプルまたは参照媒体が流れることを可能にする。使用時、流体ガスケット部材５１０３は、ホルダカバー部材５１０１と導波路との間に位置づけられ得る。
[00627]実施形態によっては、流体ガスケット部材５１０３は、導波路ホルダコンポーネント５１００の位置合わせフィーチャと接触するように導波路に圧縮力を与え得る（例えば、詳細を本明細書で説明する位置合わせフィーチャに導波路のエッチングされた端面を当てさせる）。
[00628]次に図３９Ｂおよび図３９Ｃを参照すると、導波路ホルダコンポーネント５１００に付随する様々な例示の位置合わせフィーチャが示されている。
[00629]例えば、導波路ホルダコンポーネント５１００は、少なくとも位置合わせフィーチャ５１３３および位置合わせフィーチャ５１３５を含み得る。具体的には、位置合わせフィーチャ５１３３および位置合わせフィーチャ５１３５は、導波路ホルダコンポーネント５１００の内側面から出た突起の形態であり得る。実施形態によっては、位置合わせフィーチャ５１３３および位置合わせフィーチャ５１３５は、導波路をＸ方向（例えば、導波路内の光チャネルの方向と平行な方向）に位置合わせするように構成されているため、Ｘ方向位置合わせフィーチャと呼ぶ場合がある。例えば、導波路は１つまたは複数のエッチングおよび／または陥凹端面（その詳細は本明細書で説明する）を含み得、エッチングおよび／または陥凹端面は、導波路をＸ方向に確実に、正しく位置合わせさせるように、位置合わせ配置における導波路ホルダコンポーネント５１００の位置合わせフィーチャ５１３３および／または位置合わせフィーチャ５１３５（弾性収縮し得る）に接して押され得る。
[00630]上記に加えて、または上記に代えて、導波路ホルダコンポーネント５１００は、少なくとも位置合わせフィーチャ５１３７および位置合わせフィーチャ５１３９を含み得る。具体的には、位置合わせフィーチャ５１３７および位置合わせフィーチャ５１３９は、導波路ホルダコンポーネント５１００の内面の溝の形態であり得る。実施形態によっては、位置合わせフィーチャ５１３３および位置合わせフィーチャ５１３５は、詳細は本明細書で説明するが、Ｙ方向（例えば、導波路内の光チャネルの方向に対して垂直な方向）に導波路を位置合わせするように構成されているため、Ｙ方向位置合わせフィーチャと呼ぶ場合がある。例えば、導波路は１つまたは複数のエッチングおよび／または陥凹端面（その詳細は本明細書で説明する）を含み得、エッチングおよび／または陥凹端面は、導波路をＹ方向に確実に、正しく位置合わせするように、位置合わせ配置の導波路ホルダコンポーネント５１００の位置合わせフィーチャ５１３３および／または位置合わせフィーチャ５１３５（弾性収縮し得る）に接して押され得る。
[00631]上記に加えて、または上記に代えて、導波路ホルダコンポーネント５１００は、少なくとも位置合わせフィーチャ５１４１を含み得る。具体的には、位置合わせフィーチャ５１４１は、導波路ホルダコンポーネント５１００の内側面上の突起の形態であり得る。実施形態によっては、位置合わせフィーチャ５１４１は、導波路をＺ方向（光源から導波路の入射端への方向）に位置合わせするように構成されているため、Ｚ方向位置合わせフィーチャと呼ぶ場合がある。例えば、導波路は１つまたは複数のエッチングおよび／または陥凹端面（その詳細は本明細書で説明する）を含み得、エッチングおよび／または陥凹端面は、導波路をＺ方向に確実に、正しく位置合わせするように、位置合わせ配置における導波路ホルダコンポーネント５１００の位置合わせフィーチャ５１４１に接して押され得る。
[00632]次に図４０Ａ、図４０Ｂおよび図４０Ｃを参照すると、例示の導波路５２００が示されている。様々な実施形態において、例示の導波路５２００は、導波路層部材５２０２と、導波路層部材５２０２の上面に配置されたカバーガラス層５２０４とを含み得る。
[00633]実施形態によっては、カバーガラス層５２０４は、ガラスなどであるがこれには限定されない透明材料を含み得る。実施形態によっては、カバーガラス層５２０４は、１つまたは複数の開口部を含み得る。例えば、カバーガラス層５２０４は、流入開口部５２０８、流入開口部５２０６、および／または流入開口部５２１０を含み得、サンプルは流入開口部５２０８、流入開口部５２０６、および／または流入開口部５２１０を通って導波路５２００に流入し得る。カバーガラス層５２０４は、流出開口部５２１８、流出開口部５２２０、および／または流出開口部５２２２を含み得、サンプルは流出開口部５２１８、流出開口部５２２０、および／または流出開口部５２２２を通って導波路５２００から流出し得る。
[00634]実施形態によっては、チャネルが流入開口部を流出開口部に接続し得る。例えば、サンプルまたは参照媒体は、流入開口部５２０８を通って流入し、チャネル５２１２を流れ、流出開口部５２１９から流出し得る。これに加えて、またはこれに代えて、サンプルまたは参照媒体は、流入開口部５２０６を通って流入し、チャネル５２１４を流れ、流出開口部５２２０から流出し得る。これに加えて、またはこれに代えて、サンプルまたは参照媒体は、流入開口部５２１０を通って流入し、チャネル５２１６を流れ、流出開口部５２２２から流出し得る。
[00635]実施形態によっては、カバーガラス層５２０４は少なくとも１つの陥凹端面を含み得る。次に図４０Ｂおよび図４０Ｃを参照すると、カバーガラス層５２０４の端面５２２４が導波路層部材５２０２の端面から陥凹し得る。陥凹端面５２２４は、例えば、上述の例示のエッチングプロセスにより製作され得るがこれには限定されない。実施形態によっては、カバーガラス層５２０４の陥凹端面５２２４は、導波路５２００の正しい位置合わせを支援し、誘導し得る。
[00636]例えば、導波路５２００がＸ方向に導波路ホルダコンポーネント５１００と正しく位置合わせされると、陥凹端面５２２４は、図３９Ｂおよび図３９Ｃに示す導波路ホルダコンポーネント５１００の位置合わせフィーチャ５１３３および位置合わせフィーチャ５１３５に接して押され得る。
[00637]実施形態によっては、導波路層部材５２０２は、１つまたは複数の導波路層と基板層とを含み得る。上述のように、導波路層部材５２０２の導波路層の端面はエッチングされ得る。
[00638]例えば、図４０Ｂに示す実施例では、導波路層の端面５２２６はエッチングされて陥凹端面となり得る。実施形態によっては、その結果の導波路層部材５２０２の導波路層の陥凹端面は、導波路５２００の正しい位置合わせを支援し、誘導し得る。例えば、導波路５２００がＹ方向に導波路ホルダコンポーネント５１００と正しく位置合わせされると、エッチング端面５２２６は、図３９Ｂおよび図３９Ｃに示すように導波路ホルダコンポーネント５１００の位置合わせフィーチャ５１３３および位置合わせフィーチャ５１３５に接して押され得る。
[00639]上記に加えて、または上記に代えて、上述のように、導波路層の入射端面５２２８がエッチングされて陥凹端面となり得る。実施形態によっては、その結果の導波路層部材５２０２の導波路層の陥凹端面は、導波路５２００の正しい位置合わせを支援し、誘導し得る。例えば、導波路５２００がＺ方向に導波路ホルダコンポーネント５１００と正しく位置合わせされると、エッチング端面５２２８は、図３９Ｂおよび図３９Ｃに示す導波路ホルダコンポーネント５１００の位置合わせフィーチャ５１４１に接して押され得る。
[00640]次に図４１Ａおよび図４１Ｂを参照すると、例示のサンプル検査デバイス５３００の例示の図が示されている。具体的には、例示のサンプル検査デバイス５３００は、導波路ホルダコンポーネント５３０１と、導波路５３０３と、熱パッド５３０５とを含み得る。
[00641]実施形態によっては、導波路ホルダコンポーネント５３０１は、図３９Ａ、図３９Ｂおよび図３９Ｃに関連して上述した導波路ホルダコンポーネント５１００と類似し得る。例えば、導波路ホルダコンポーネント５３０１は、少なくとも１つの位置合わせフィーチャを含み得る。実施形態によっては、少なくとも１つの位置合わせフィーチャは、導波路５３０３の位置合わせを支援し、誘導し得る。実施形態によっては、導波路５３０３の少なくとも１つのエッチング端面が位置合わせ配置において導波路ホルダコンポーネントの少なくとも１つの位置合わせフィーチャに接して押され得る。
[00642]実施形態によっては、熱パッド５３０５は導波路５３０３の熱制御をもたらすように構成され得る。実施形態によっては、熱パッド５３０５は、精密位置合わせのために導波路５３０３の上面に圧縮力を与え得る。
[00643]免疫学的検定方式センサは１回のみの使用に適し得る。一例として、妊娠検査薬は使い捨てのラテラル免疫学的検定デバイスであり、妊娠検査薬の製造に付随する低コストはそのような検査の使い捨て性質を妥当なものとし得る。しかし、多くの用途では、使い捨てセンサは材料の浪費と、生物災害の可能性のある物質の処分における難題とを生じさせる可能性がある。現場で再生することができる再使用可能センサが必要である。
[00644]本開示の様々な実施例によると、光学免疫学的検定センサ（本明細書に記載の様々なサンプル検査デバイスなど）が、空中浮遊エアロゾルまたは呼気および鼻腔用綿棒または唾液中のウイルスのリアルタイム連続検出および監視を実現し得る。
[00645]実施形態によっては、再生可能光学免疫学的検定センサは、酸化シリコン緩衝シリコン基板上の窒化シリコン導波路を備えた導波路（例えば、導波路エバネッセントセンサ）を含み得る。抗体を付着させるために導波路の酸化シリコンコーティングされた窒化シリコン上にシランの層が付加され得る。抗体の上部から窒化シリコンの上部までの最適距離を有する導波路が、抗体によって引き起こされるウイルス結合活動に対する最高の検出感度を可能にする。
[00646]実施形態によっては、導波路には光入射端からレーザ光が照射され得る。エバネッセント場における屈折率変化は、出力フィールドに干渉パターン変化をもたらし得、これが撮像コンポーネントによってキャプチャされ得る。次に、撮像コンポーネントからのデータが処理され、ウイルス検出結果とともに報告され得る。
[00647]実施形態によっては、本明細書に記載の例示のサンプル検査デバイスのサンプルチャネルを通して抗体溶液が投入され得る。培養時間後、非付着抗体を洗い流して検知面上に均一な抗体層を残すために、蒸留水または緩衝液がサンプルチャネルを通して送り込まれる。例えば、緩衝液は、（例えばサンプルからの）酸または塩基が緩衝液に加えられる場合のｐＨ変化に耐え得る水溶液の形態であり得る。例えば、緩衝液は弱酸とその共役塩基との混合液を含むかまたはその逆であってもよい。検査時、サンプル媒体がサンプルチャネルを介して供給される。具体的には、標的ウイルスが捕捉され、検知面上に結合され、固定化されたウイルスの層を形成し得る。次に、サンプル検査デバイスはウイルスの存在とその濃度レベルとを検出し得る。
[00648]実施形態によっては、特定のウイルスの陽性検出後、検知面を洗浄するためにサンプルチャネルを通して洗浄液が流され得る。洗浄後、抗体溶液がサンプルチャネルを通して再投入され、導波路は別の検査のための準備が整う。
[00649]上述のように、流体（サンプル媒体および参照媒体など）がウイルス検出のための最適流量および濃度で検知領域の上を流れて検知領域に投入されることを可能にするとともに、最適化された洗浄と再生とを実現することができる、マイクロ流体系（例えばオンチップマイクロ流体系層）が導波路の上面に配置され得る。
[00650]次に図４２Ａ、図４２Ｂ、図４２Ｃおよび図４２Ｄを参照すると、例示の導波路５４００および関連する方法が示されている。
[00651]図４２Ａ、図４２Ｂ、図４２Ｃおよび図４２Ｄに示す実施例では、例示の導波路５４００は、本開示の様々な実施例による例示のサンプル検査デバイスであってよい。例えば、導波路５４００はＳｉを含む基板層を含み得る。導波路５４００は、基板層の上に配置された導波路層を含み得、ＳｉＯ２の層と、ＳｉＯ２の層の上に配置されたＳｉ３Ｎ４の層と、ＳｉＯ２の層の上に配置されたＳｉＯ２の１つまたは複数の層とを含み得る。導波路５４００は、図４２Ａに示すようにＳｉＨ４の層をさらに含み得る。
[00652]実施形態によっては、導波路５４００は、導波路の上面に配置された流体系コンポーネント５４０１を含み得る。例えば、流体系コンポーネント５４０１は、本明細書に記載のオンチップ流体系層であり得る。
[00653]次に図４２Ａを参照すると、流体系コンポーネント５４０１および／または導波路５４００のサンプルチャネルを通して抗体溶液５４０３が投入される。例えば、抗体溶液５４０３はサンプルチャネルの流入開口部を通して注入され、サンプルチャネルの流出開口部から流出し得る。実施形態によっては、抗体溶液５４０３は検出するウイルスに基づく適切な抗体を含み得る。実施形態によっては、導波路５４００は、抗体が付着する酸化シリコンがコーティングされた窒化シリコン上に付加されたシランの層を含み得る。
[00654]抗体溶液の投入後、抗体が付着するための培養期間がある。培養期間が経過した後、非付着抗体を洗い流すために緩衝液（蒸留水など）がサンプルチャネルを通して送り込まれ得る。
[00655]次に図４２Ｂを参照すると、水５４０７の形態の緩衝液が、流体系コンポーネント５４０１および／または導波路５４００のサンプルチャネルを通して投入され得る。例えば、水５４０７は、サンプルチャネルの流入開口部を通して注入され、サンプルチャネルの流出開口部から流出し得る。水５４０７は、サンプルチャネルから非付着抗体を洗い流し、検知面に抗体５４０５の均一な層を残し得る。
[00656]上記の説明は緩衝液として水の例を示しているが、本開示の範囲は上記の説明には限定されないことに留意されたい。実施形態によっては、例示の緩衝液が１つまたは複数の追加および／または代替の化学物質および／または化合物を含み得る。
[00657]次に図４２Ｃを参照すると、検査時に、サンプル媒体が流体系コンポーネント５４０１および／または導波路５４００のサンプルチャネルを通して投入され得る。例えば、サンプル媒体は、サンプルチャネルの流入開口部から注入され、サンプルチャネルの流出開口部から流出し得る。実施形態によっては、サンプルは緩衝液５４０９中に供給され得る。抗体５４０５によって特定の標的ウイルスが捕捉され、検知面上に結合および固定化された層を形成し得る。次に、サンプル検査デバイスがウイルスの存在とその濃度レベルとを検出し得る。
[00658]次に図４２Ｄを参照すると、（例えばウイルスの陽性検出後に）検知面を洗浄するためにサンプルチャネルを通して洗浄液５４１１が流され得る。実施形態によっては、洗浄液５４１１は検知面からウイルスおよび／または抗体を除去し得る。実施形態によっては、洗浄液５４１１は、エタノールを含むがこれには限定されない適切な化学物質および／または化合物を含み得る。洗浄後、図４２Ａに示すようにサンプルチャネルを通して抗体溶液５４０３が再投入され、導波路は別の検査のための準備が整う。
[00659]実施形態の装置が、本明細書に記載されている、例えば本明細書で様々な図面に関連して説明されているような、改良型検知および処理のための様々なプロセス、方法および／またはコンピュータ実装方法のいずれかを実行し得る。環境によっては、１つまたは複数の実施形態が、そのような方法の全部または一部を実行するために、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせで具現化された追加および／または代替のモジュールを備えて構成され得る。例えば、１つまたは複数の実施形態は、未識別のサンプル媒体を識別および／または分類するために、干渉縞パターンを具現化する干渉縞データを処理するための１つまたは複数のプロセスを実行するために構成された、追加および／または代替のハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェアを含む。これに関連して、本明細書で説明されている、干渉計を含むがこれには限定されないサンプル検査デバイスなどのサンプル検査デバイスは、そのような追加または代替の処理動作を実行するための、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアおよび／またはこれらの組み合わせで具現化された追加のモジュールを含むかまたはその他の方式で通信可能にリンクされ得る。なお、実施形態によっては、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアおよび／またはこれらの組み合わせで具現化されたそのような追加のモジュールは、追加または代替として、サンプル検査デバイスの機能、例えば、１つまたは複数の光源の起動および／または調整、１つまたは複数の撮像コンポーネントの起動および／または調整に関連する１つまたは複数のコア動作を行い得ることを理解されたい。少なくとも１つの例示の環境において、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアおよび／またはこれらの組み合わせで具現化されたそのような追加および／または代替のモジュールは、単独で、またはサンプル検査デバイスのハードウェア、ソフトウェアおよび／もしくはファームウェアと併用して、または検知装置の１つもしくは複数のハードウェア、ソフトウェアおよび／もしくはファームウェアモジュールと併用して実行され得る本明細書の様々な図面に関連して以下で説明するプロセスの動作を実行するように構成され得る。
[00660]１つまたは複数のコンポーネントについて機能的制約に関連して説明しているが、これらの特定の実装形態は必ずしも特定のハードウェアの使用を含まないことを理解されたい。また、本明細書に記載のコンポーネントのうちのあるものは、類似または共通のハードウェアを含み得ることも理解されたい。例えば、各モジュールに重複ハードウェアが必要でないように、２つのモジュールの両方がそれぞれの関連付けられた機能を実行するために同じプロセッサ、ネットワークインターフェース、記憶媒体などを利用してもよい。したがって、例示の装置のうちのいずれかの装置のコンポーネントに関連して本明細書で使用されている「モジュール」および／または「回路」という用語の使用は、本明細書に記載されているその特定のモジュールに関連付けられた機能を実行するように構成された特定のハードウェアを含むものと理解されたい。
[00661]上記に加えて、または上記に代えて、「モジュール」および／または「回路」という用語は、ハードウェアを含み、実施形態によっては、そのハードウェアを構成するためのソフトウェアおよび／またはファームウェアを含むものと広義に理解されるべきである。例えば、実施形態によっては、「モジュール」および「回路」が処理回路、記憶媒体、ネットワークインターフェース、入力／出力デバイス、１つまたは複数の他のハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェアモジュールとインターフェースするための支援モジュールなどを含み得る。実施形態によっては、装置の他の要素が、特定のモジュールの機能を提供または補足し得る。例えば、プロセッサ（または複数のプロセッサ）が１つまたは複数の動作を実行し、および／または１つまたは複数の関連付けられたモジュールに処理機能を提供することができ、メモリ（または複数のメモリ）が１つまたは複数の関連付けられたモジュールに記憶機能を提供することができるなどである。実施形態によっては、１つまたは複数のプロセッサおよび／またはメモリが、例えば、本明細書の様々な図に関連して本明細書で説明しているように、本明細書に記載の動作のうちの１つまたは複数の動作を実行するために互いに通信するように特別に構成される。
[00662]図４５は、本開示の少なくとも１つの例示の実施形態による改良型検知および処理のための例示の装置のブロック図を示す。これに関連して、図の装置２７００は、本明細書で開示されている方法のうちの１つ、一部または全部を実行するように構成され得る。少なくとも１つの例示の実施形態において、装置２７００は、本明細書に記載の干渉分光法プロセスを実行するように構成された改良型干渉分光法装置および本明細書の様々な図面に関連して本明細書で説明されている改良型検知および／または処理方法のうちの１つまたは複数を具現化する。
[00663]図のように、装置２７００はサンプル検査デバイス２７０６を含む。サンプル検査デバイスは、未識別サンプル媒体に関連する１つまたは複数の干渉縞パターンを投射し、および／または処理のために干渉縞パターンを表すサンプル干渉縞データをキャプチャするための、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせで具現化された１つまたは複数のデバイスを含み、および／または具現化し得る。例えば、実施形態によっては、サンプル検査デバイス２７０６は、１つまたは複数の干渉分光法デバイスおよび／またはそのコンポーネント、例えば少なくとも１つの導波路、少なくとも１つの光源、少なくとも１つの撮像コンポーネント、および／またはそのようなコンポーネントのための支援ハードウェアなどを含むか、またはその他の方式により具現化される。少なくとも１つの実施形態では、サンプル検査デバイス２７０６は、例えば本明細書の様々な図面に関連して本明細書に記載の１つまたは複数の装置、および／またはそのコンポーネントによって具現化される。例えば実施形態によっては、サンプル検査デバイスは、そのような図面に関連して本明細書に記載されているように構成された干渉分光法装置を具現化する。
[00664]装置２７００は、プロセッサ２７０２とメモリ２７０４とをさらに含む。プロセッサ２７０２（および／またはコプロセッサまたは、プロセッサを支援もしくはその他の方式でプロセッサに関連付けられた任意のその他の処理回路）は、装置のコンポーネント間で情報を受け渡しするためのバスを介してメモリ２７０４と通信し得る。メモリ２７０４は、非一過性とすることができ、例えば１つまたは複数の揮発性および／または不揮発性メモリを含み得る。言い換えると、例えば、メモリ２７０４は電子記憶デバイス（例えば、コンピュータ可読記憶媒体）であり得る。メモリ２７０４は、装置２７００が本開示の例示の実施形態による様々な機能を実行することができるようにするための、情報、データ、コンテンツ、アプリケーション、命令などを記憶するように構成され得る。これに関連して、メモリ２７０４はコンピュータコード化命令（例えばコンピュータプログラムコード）を含むように事前構成され、および／または、プロセッサ２７０２による実行のためにそのようなコンピュータコード化命令を記憶するように動的に構成され得る。
[00665]プロセッサ２７０２は、多数の方式のいずれか１つで具現化され得る。例えば、１つまたは複数の実施形態では、プロセッサ２７０２は、独立して機能するように構成された１つまたは複数の処理デバイスおよび／または処理回路などを含む。これに加えて、またはこれ代えて、実施形態によっては、プロセッサ２７０２は連係して動作するように構成された１つまたは複数の処理デバイスおよび／または処理回路などを含み得る。そのような一部の実施形態では、プロセッサ２７０２は、命令の独立実行、パイプライン処理、および／またはマルチスレッディングを可能にするために、バスを介して通信するように構成された１つまたは複数のプロセッサを含む。さらに、これに加えて、またはこれに代えて、実施形態によっては、プロセッサ２７０２は、本明細書に記載の動作を実行するために特別に設計された電子ハードウェア回路によって完全に具現化される。「プロセッサ」、「処理モジュール」および／または「処理回路」という用語の使用は、シングルコアプロセッサ、マルチコアプロセッサ、装置内部の複数のプロセッサ、その他の中央演算処理装置（「ＣＰＵ」）、マイクロプロセッサ、集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、特定用途向け集積回路、および／またはリモートもしくは「クラウド」プロセッサを含むものと理解され得る。
[00666]例示の一実施形態では、プロセッサ２７０２は、プロセッサ２７０２がアクセス可能なメモリ２７０４などの１つまたは複数のメモリに記憶されたコンピュータコード化命令を実行するように構成され得る。これに加えて、またはこれに代えて、プロセッサ２７０２は、ハードコードされた機能を実行するように構成され得る。したがって、ハードウェアもしくはソフトウェア手段によって構成されているかまたはその組み合わせで構成されているかを問わず、プロセッサ２７０２はしかるべく構成された場合に本開示の実施形態による動作を実行することができる（例えば物理的に回路で具現化された）実体を表し得る。あるいは、別の実施例として、プロセッサがソフトウェア命令の実行体として具現化される場合、命令は、命令が実行されると本明細書に記載のアルゴリズムおよび／または動作を実行するようにプロセッサ２７０２を特別に構成し得る。
[00667]少なくとも１つの例示の実施形態では、プロセッサ２７０２は、単独で、またはメモリ２７０４とともに、本明細書に記載されているような光源チューニング機能を提供するように構成される。少なくとも１つの例示の状況では、プロセッサ２７０２は、図５０および図５１に関連して本明細書に記載されている動作のうちの１つまたは複数の動作を実行するように構成される。例えば、少なくとも１つの例示の実施形態では、プロセッサ２７０２は、検知環境に影響する温度制御を調整するように構成される。これに加えて、またはこれに変えて、少なくとも１つの例示の実施形態では、プロセッサ２７０２は、光源に関連するキャリブレーション設定イベントを開始するように構成される。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの例示の実施形態では、プロセッサ２７０２は、例えば導波路の参照チャネルを介して投射された、キャリブレーション済み環境におけるキャリブレーション済み干渉縞パターンを表す参照干渉縞データをキャプチャするように構成される。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの例示の実施形態において、プロセッサ２７０２は、例えば参照干渉縞データと記憶されているキャリブレーション干渉データとの間の屈折率オフセットを判断するために、参照干渉縞データを記憶されているキャリブレーション干渉計データと比較するように構成される。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの例示の実施形態では、プロセッサ２７０２は屈折率オフセットに基づいて光源をチューニングするように構成される。１つまたは複数の実施形態では、プロセッサ２７０２は、光源に関連付けられた光波長を調整するために、光源に印加される電圧レベルを調整するように構成され、および／または、光源に関連付けられた光波長を調整するために光源に印加される電流レベルを調整するように構成される。実施形態によっては、プロセッサ２７０２は、サンプル検査デバイスの１つまたは複数のコンポーネントを調整するため、例えば、１つもしくは複数の光源の駆動電流および／もしくは電圧を調整するため、１つもしくは複数の撮像コンポーネントを作動させるため、ならびに／または撮像コンポーネントによってキャプチャされた画像データ（例えば干渉縞データ）をその他の方法で受光するための、支援ハードウェアを含むかまたは関連付けられ得る。
[00668]上記に加えて、または上記に代えて、少なくとも１つの例示の実施形態では、プロセッサ２７０２は、単独で、またはメモリ２７０４とともに、本明細書に記載のように、データを処理し、１つまたは複数の屈折率曲線を判断するなど、屈折率処理機能を提供するように構成される。少なくとも１つの例示の状況では、プロセッサ２７０２は、本明細書の様々な図面に関連して本明細書で説明している動作のうちの１つまたは複数の動作を行うように構成される。例えば、少なくとも１つの例示の実施形態では、プロセッサ２７０２は、未識別サンプル媒体のための、第１の波長に関連付けられた第１の干渉縞データを受け取るように構成される。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの例示の実施形態では、プロセッサ２７０２は、未識別サンプル媒体のための、第２の波長に関連付けられた第２の干渉縞データを受け取るように構成される。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの例示の実施形態では、プロセッサ２７０２は、第１の干渉縞データと第２の干渉縞データとに基づいて屈折率曲線データを導出するように構成される。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの例示の実施形態では、プロセッサ２７０２は、屈折率曲線データに基づいてサンプル正体データを判断するように構成される。実施形態によっては、第１の干渉縞データと第２の干渉縞データとを受け取るために、プロセッサ２７０２は、第１の波長の第１の投射光と第２の波長の第２の投射光とを発生するように光源をトリガし、第１の波長の第１の投射光から第１の干渉縞パターンを表す第１の干渉縞データをキャプチャし、第２の波長の第２の投射光に基づいて第２の干渉縞パターンを表す第２の干渉縞データをキャプチャするように構成される。実施形態によっては、屈折率曲線に基づいてサンプル正体データを判断するために、プロセッサ２７０２は、屈折率曲線、および／または屈折率曲線とサンプル温度に基づいて、屈折率データを照会するように構成され、例えばサンプル正体データは上記屈折率曲線データに最もよく合致する記憶された屈折率曲線に対応する。
[00669]上記に加えて、または上記に代えて、少なくとも１つの例示の実施形態では、プロセッサ２７０２は、単独で、またはメモリ２７０４とともに、本明細書に記載のように干渉縞データを処理し、その処理に基づいてサンプルを識別および／または分類するなどの、干渉縞データ処理機能を提供するように構成される。少なくとも１つの例示の状況では、プロセッサ２７０２は、本明細書の様々な図面に関連して本明細書で説明している動作のうちの１つまたは複数の動作を実行するように構成される。例えば、少なくとも１つの例示の実施形態において、プロセッサ２７０２は、未識別サンプル媒体のサンプル干渉縞データを受け取るように構成される。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの例示の実施形態では、プロセッサ２７０２は、少なくとも上記サンプル干渉縞データを、トレーニング済みサンプル識別モデルに供給するように構成される。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの例示の実施形態では、プロセッサ２７０２は、サンプル識別モデルから、サンプル干渉縞データに関連付けられたサンプル正体データを受け取るように構成される。一部のそのような実施形態では、これに加えて、またはこれに代えて、プロセッサ２７０２は、複数の既知の正体ラベルに関連付けられた複数の干渉縞データを収集するように構成される。そのような一部の実施形態では、これに加えて、またはこれに代えて、プロセッサ２７０２は、複数の干渉縞データのそれぞれを複数の既知のサンプル正体ラベルとともにトレーニングデータベースに記憶するように構成される。一部のそのような実施形態では、これに加えて、またはこれに代えて、プロセッサ２７０２は、トレーニングデータベースからトレーニング済みサンプル識別モデルをトレーニングするように構成される。これに加えて、またはこれに代えて、実施形態によっては、プロセッサ２７０２は、サンプル環境に関連する動作温度を特定し、サンプル正体データを受け取るためにその動作温度とサンプル干渉縞データとをトレーニング済みサンプル識別モデルに供給するように構成される。実施形態によっては、未識別のサンプル媒体のサンプル干渉縞データを受け取るために、プロセッサ２７０２は、特定可能な波長の投射光を発生するように光源をトリガし、撮像コンポーネントを使用して投射光に関連するサンプル干渉縞パターンを表すサンプル干渉計データをキャプチャするように構成される。
[00670]少なくとも１つの例示の実施形態では、プロセッサ２７０２は、サンプル検査デバイス２７０６の一部または全部のコンポーネントを制御するために構成された第１のサブプロセッサと、サンプル検査デバイス２７０６によってキャプチャされた干渉縞データを処理し、および／またはサンプル検査デバイス２７０６の１つまたは複数のコンポーネントを調整する（例えば、光源のための駆動電流および／または駆動電圧を調整する）ための第２のサブプロセッサとを含む。一部のそのような実施形態では、第１のサブプロセッサは本明細書に記載の様々なコンポーネントを制御するためにサンプル検査デバイス２７０６内に配置されてよく、第２のサブプロセッサは、サンプル検査デバイス２７０６とは分離して配置されてもよいが、本明細書に記載の動作を可能にするために通信可能にリンクされる。
[00671]図４６に、本開示の少なくとも１つの例示の実施形態による、改良型検知および処理のための別の例示の装置のブロック図を示す。これに関連して、図の装置２８００は、本明細書で開示されている方法のうちの１つ、一部または全部を実行するように構成され得る。少なくとも１つの例示の実施形態では、装置２８００は、本明細書に記載の干渉分光法プロセスと、本明細書の様々な図面に関連して本明細書で説明している改良型検知および／または処理方法のうちの１つまたは複数とを実行するように構成された改良型干渉分光法装置を具現化する。
[00672]装置２８００は、１つまたは複数の撮像コンポーネント２８０６、１つまたは複数の光源２８０８、１つまたは複数の検知光学系２８１０、プロセッサ２８０２、メモリ２８０４、屈折率処理モジュール２８１２、光源キャリブレーションモジュール２８１４、および干渉縞データ識別モジュール２８１６などの様々なコンポーネントを含み得る。実施形態によっては、１つまたは複数のコンポーネント（例えば、屈折率処理モジュール、光源キャリブレーションモジュール、および／または干渉縞データ識別モジュールなど）が完全に任意であり、ならびに／または、１つまたは複数のコンポーネントが部分的もしくは完全に、装置２８００に関連付けられた別のコンポーネントおよび／もしくはモジュール（例えば、プロセッサと組み合わさった、屈折率処理モジュール、光源キャリブレーションモジュールおよび／または干渉縞データ識別モジュール）で具現化され得る。プロセッサ２８０２および／またはメモリ２８０４など、図４５に関連して説明したものと同様の名称のコンポーネントは、図４５の同様の名称のコンポーネントに関連して説明したのと同様に構成され得る。同様に、撮像コンポーネント２８０６は、様々な図面に関連して本明細書で説明しているような同様の名称のコンポーネントと同様に具現化および／もしくは構成可能であり、光源２８０８は、様々な図面に関連して本明細書で説明しているような同様の名称のコンポーネントと同様に具現化および／もしくは構成可能であり、ならびに／または検知光学系２８１０は、様々な図面に関連して本明細書で説明している同様の名称のコンポーネントと同様に具現化および／もしくは構成可能である。
[00673]図のように、装置２８００は屈折率処理モジュール２８１２を含む。実施形態によっては、屈折率処理モジュール２８１２は、単独で、またはプロセッサ２８０２および／もしくはメモリ２８０４などの１つもしくは複数の他のコンポーネントとともに、本明細書に記載のような光源チューニング機能を提供する。少なくとも１つの例示の状況では、屈折率処理モジュール２８１２は、図５０および図５１に関連して本明細書で説明している動作のうちの１つまたは複数の動作を実行するように構成される。例えば、少なくとも１つの例示の実施形態において、屈折率処理モジュール２８１２は検知環境に影響を与えるために温度制御を調整するように構成される。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの例示の実施形態において、屈折率処理モジュール２８１２は光源に関連付するキャリブレーション設定イベントを開始するように構成される。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの例示の実施形態において、屈折率処理モジュール２８１２は、例えば、導波路の参照チャネルを介して投射された、キャリブレーション済み環境におけるキャリブレーション済み干渉縞パターンを表す参照干渉縞データをキャプチャするように構成される。本明細書に記載のように、参照チャネルは、１つまたは複数の波長および／または動作温度について、既知および／または特定可能な屈折率に関連付けられた既知の材料を含み得る。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの例示の実施形態では、屈折率処理モジュール２８１２は、例えば参照干渉縞データと記憶されているキャリブレーション干渉データとの間の屈折率オフセットを判断するために、参照干渉縞データを記憶されているキャリブレーション干渉計データと比較するように構成される。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの例示の実施形態では、屈折率処理モジュール２８１２は、屈折率オフセットに基づいて光源をチューニングするように構成される。１つまたは複数の実施形態において、屈折率処理モジュール２８１２は、光源に関連付けられた光波長を調整するために光源に印加される電圧レベルを調整するように構成され、および／または、光源に関連付けられた光波長を調整するために光源に印加される電流レベルを調整するように構成される。実施形態によっては、屈折率処理モジュール２８１２は、サンプル検査デバイスの１つまたは複数のコンポーネントを調整するため、例えば１つもしくは複数の光源の駆動電流および／もしくは電圧を調整するため、１つもしくは複数の撮像コンポーネントを作動させるため、ならびに／または、その他により撮像コンポーネントによってキャプチャされた画像データを受け取るための、支援ハードウェアを含むかまたは関連付けられ得る。
[00674]図のように、装置２８００は、光源キャリブレーションモジュール２８１４をさらに含む。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの例示の実施形態において、光源キャリブレーションモジュール２８１４は、単独で、またはプロセッサ２８０２および／もしくはメモリ２８０４などの１つもしくは複数の他のコンポーネントとともに、本明細書に記載のようにデータを処理し、１つまたは複数の屈折率曲線を判断するなどの屈折率処理機能を提供するように構成される。少なくとも１つの例示の環境において、光源キャリブレーションモジュール２８１４は、図４７から図４９に関連して本明細書で説明する動作のうちの１つまたは複数の動作を実行するように構成される。例えば、少なくとも１つの実施形態では、光源キャリブレーションモジュール２８１４は、未識別サンプル媒体の、第１の波長に関連付けられた第１の干渉縞データを受け取るように構成される。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの実施形態では、光源キャリブレーションモジュール２８１４は、未識別サンプル媒体の、第２の波長に関連付けられた第２の干渉縞データを受け取るように構成される。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの例示の実施形態では、光源キャリブレーションモジュール２８１４は、第１の干渉縞データと第２の干渉縞データとに基づいて屈折率曲線データを導出するように構成される。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの例示の実施形態では、光源キャリブレーションモジュール２８１４は、屈折率曲線データに基づいてサンプル正体データを判断するように構成される。実施形態によっては、第１の干渉縞データと第２の干渉縞データを受け取るために、光源キャリブレーションモジュール２８１４は、第１の波長の第１の投射光と第２の波長の第２の投射光とを発生するように光源をトリガし、第１の波長の第１の投射光から第１の干渉縞パターンを表す第１の干渉縞データをキャプチャし、第２の波長の第２の投射光に基づき第２の干渉縞パターンを表す第２の干渉縞データをキャプチャするように構成される。実施形態によっては、屈折率曲線に基づいてサンプル正体データを判断するために、光源キャリブレーションモジュール２８１４は、屈折率曲線、および／または屈折率曲線とサンプル温度とに基づいて、屈折率データを照会するように構成され、サンプル正体データは、その屈折率曲線データに最もよく合致する記憶されている屈折率曲線に対応する。
[00675]図のように、装置２８００は、干渉縞データ識別モジュール２８１６をさらに含む。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの例示の実施形態では、干渉縞データ識別モジュール２８１６は、単独で、またはプロセッサ２８０２および／もしくはメモリ２８０４などの１つもしくは複数の他のコンポーネントとともに、本明細書に記載のように、干渉縞データを処理し、その処理に基づいてサンプルを識別および／または分類するなど、干渉縞データ処理機能を提供するように構成される。少なくとも１つの例示の状況では、干渉縞データ識別モジュール２８１６は、図５２から図５４に関連して本明細書で説明する動作のうちの１つまたは複数の動作を実行するように構成される。例えば、少なくとも１つの例示の実施形態では、干渉縞データ識別モジュール２８１６は、未識別サンプル媒体のサンプル干渉縞データを受け取るように構成される。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの例示の実施形態では、干渉縞データ識別モジュール２８１６は、少なくともサンプル干渉縞データをトレーニング済みサンプル識別モデルに提供するように構成される。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの例示の実施形態では、干渉縞データ識別モジュール２８１６は、サンプル識別モデルから、サンプル干渉縞データに関連付けられたサンプル正体データを受け取るように構成される。一部のこのような実施形態では、これに加えて、またはこれに代えて、干渉縞データ識別モジュール２８１６は、複数の既知の正体ラベルに関連付けられた複数の干渉縞データを収集するように構成される。一部のこのような実施形態では、これに加えて、またはこれに代えて、干渉縞データ識別モジュール２８１６は、トレーニングデータベースに、複数の干渉縞データのそれぞれを複数の既知のサンプル正体ラベルとともに記憶するように構成される。一部のこのような実施形態では、これに加えて、またはこれに代えて、干渉縞データ識別モジュール２８１６は、トレーニングデータベースからトレーニング済みサンプル識別モデルをトレーニングするように構成される。これに加えて、またはこれに代えて、実施形態によっては、干渉縞データ識別モジュール２８１６は、サンプル環境に関連する動作温度を特定し、サンプル正体データを受け取るためにその動作温度とサンプル干渉縞データとをトレーニング済みサンプル識別モデルに供給するように構成される。実施形態によっては、未識別サンプル媒体のサンプル干渉縞データを受け取るために、干渉縞データ識別モジュール２８１６は、特定可能波長の投射光を発生するように光源をトリガし、撮像コンポーネントを使用して、その投射光に関連するサンプル干渉縞パターンを表すサンプル干渉計データをキャプチャするように構成される。なお、実施形態によっては、干渉縞データ識別モジュール２８１６は、別個のプロセッサ、特別に構成されたフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、および／または特別に構成された特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などを含んでもよいことに留意されたい。
[00676]実施形態によっては、単一のモジュールを形成するように上記のコンポーネントのうちの１つまたは複数のコンポーネントが組み合わされる。単一の組み合わせモジュールは、その単一の組み合わせモジュールを形成するように組み合わされた個別モジュールに関連して本明細書で説明されている機能の一部または全部を実行するように構成され得る。例えば、少なくとも１つの実施形態では、屈折率処理モジュール２８１２、光源キャリブレーションモジュール２８１４、および／または干渉縞データ識別モジュール２８１６とプロセッサ２８０２とが単一のモジュールによって具現化される。これに加えて、またはこれに代えて、実施形態によっては、上述のモジュールのうちの１つまたは複数のモジュールが、そのようなモジュールに関連して説明されている動作のうちの１つまたは複数を実行するように構成され得る。
[00677]本明細書に示されている一部の実施形態は、本明細書に記載のように、データを処理し、未識別サンプル媒体に関連する１つまたは複数の屈折率曲線を判断するなどの屈折率処理機能のために構成される。この点で、従来の実装形態は、サンプル分類および／または識別を正確に行うために個別屈折率判断を使用することができなかった。したがって、サンプル分類および識別のための従来の実装形態は、未識別サンプルのために屈折率処理を使用するそのような分類および／または識別を行う場合と比較して不十分である。この関連で、未識別サンプル媒体に関連付けられた屈折率曲線を判断し、ならびに／または、判断された屈折率曲線を使用して未識別サンプル媒体を識別および／もしくはその他により分類するように構成された１つもしくは複数の実施形態が提供される。例えば、少なくとも１つの例示の環境において、装置２７００および／または２８００は、投射干渉縞パターンを表すキャプチャされたデータに基づいてそのような機能を実行するように構成される。なお、図４５から図５４に関連して説明する例示の干渉縞パターンは、本明細書の様々な図に関連して本明細書で説明しているものと同様にして具現化され得ることを理解されたい。
[00678]図４３に、複数の導出屈折率曲線の例示のグラフ視覚化を示す。例示および説明のために、図の屈折率曲線は、水のサンプルと関連付けられ得る。これに関連して、サンプルを通って投射されたキャプチャされた干渉縞データから屈折率曲線が判断され得る。本明細書に記載のように、実施形態によっては、特定の媒体（例えば既知のサンプル媒体または未識別サンプル媒体）に関連する屈折率曲線が、その特定の媒体に関連する、任意の数のデータ点、例えば任意の数の干渉縞データ点に基づいて導出される。例えば、識別済みサンプル媒体または未識別サンプル媒体に関連する屈折率曲線が、１つまたは複数のアルゴリズム（例えば数学計算）、および／または補間などを使用して関連データ点から導出され得る。
[00679]図のように、様々な屈折率曲線は、様々な動作温度にさらに関連付けられる。例えば、摂氏５度（Ｃ）の動作温度におけるサンプルの第１の屈折率曲線、１０Ｃの動作温度におけるサンプルの第２の屈折率曲線、２０Ｃの第３の動作温度におけるサンプルの第３の屈折率曲線、３０Ｃの第４の動作温度におけるサンプルの第４の屈折率曲線が示されている。所与のサンプルについて、様々な動作温度に対する任意の数の屈折率曲線が導出され得ることを理解されたい。例えば、少なくとも１つの例示の環境において、単一の動作温度におけるサンプルの単一の屈折率曲線が導出される。別の例示の状況では、複数の動作温度におけるサンプルの複数の屈折率曲線が導出される。
[00680]実施形態によっては、各屈折率曲線は、様々な波長の光によって生じる干渉縞パターンのキャプチャされた表現を具現化する複数の干渉縞データから導出される。例えば、装置２７００および／または２８００などの装置が、キャプチャおよび処理のために第１の干渉縞パターンを生じさせるために第１の波長の第１の光ビームを投射するように構成され得る。装置は、さらに、第１の波長に関連する第１の干渉縞パターンを表す第１の干渉縞データをキャプチャし、そこから第１の波長に関連する第１の屈折率を導出し得る。実施形態によっては、装置は、第１の屈折率を第１の波長と動作温度の両方にさらに関連付け得る。これに関連して、第１の波長は事前定義され、装置によって駆動され、そこから（例えばメモリから）特定可能であり、および／または第１の波長の光を発生する１つまたは複数の光源との通信によって特定可能であり得る。
[00681]装置は、さらに、キャプチャおよび処理のために第２の干渉縞パターンを生じさせるべく第２の波長の第２の光ビームを投射するように構成され得る。これに関連して、第２の干渉縞パターンは、第２の干渉縞パターンを投射するために使用される光の波長の変化に起因して、異なる干渉パターンを表し得る。これに関連して、装置は、第２の波長に関連する第２の干渉縞パターンを表す第２の干渉縞データをさらにキャプチャし、そこから第２の波長に関連する第２の屈折率を導出し得る。実施形態によっては、装置は、さらに、第２の屈折率を第２の波長と動作温度の両方に関連付け得る。これに関連して、第２の波長は事前定義され、装置によって駆動され、そこから特定可能であり、および／または第２の波長の光を発生する１つまたは複数の光源との通信によって特定可能であり得る。
[00682]実施形態によっては、装置は同様に、任意の数の波長に関連する任意の数の追加の屈折率を導出し得る。これに関連して、導出された屈折率のそれぞれは特定の動作温度における所与の波長に関連する導出屈折率曲線のデータ点の役割を果たす。したがって、一部のそのような実施形態では、所与の動作温度の屈折率曲線は、例えばアルゴリズムによる計算および／または屈折率曲線に沿ったデータ点を表す判断された屈折率間の補間により、様々な屈折率から導出され得る。これに関連して、特定の動作温度に関連する各屈折率は、その動作温度に対応する屈折率曲線に沿ったデータ点の役割を果たし得る。したがって、一部の例示の状況では、所与のサンプル媒体について複数の動作温度に関連する複数の屈折率曲線が生成可能であり、屈折率曲線のそれぞれは、それぞれがその所与のサンプルの個別の屈折率データ点を表す複数の干渉縞データと、光波長と、動作温度とに基づいて判断され得る。
[00683]実施形態によっては、装置は、特定のサンプルの屈折率データ点と、動作温度と、波長とを表す、干渉縞データおよび／またはそこから導出されたデータ（例えば変調、周波数および位相）を記憶する屈折率データベースを含み、および／またはその他の方法によりアクセスすることができる。これに関連して、屈折率データベースには、所与のサンプルの既知の正体ラベルに関連付けられたデータ点が入れられ得る。また、各サンプルに関連する干渉縞データに基づいて、１つまたは複数の屈折率曲線が同様に判断され、既知のサンプル正体ラベルに関連付けられ得る。例えば、データベースは各サンプル正体ラベルと動作温度とに関連付けられたデータを検索するために使用可能であり、各サンプル正体ラベルと動作温度とに関連付けられた干渉縞データに基づいて、対応する屈折率曲線が導出され得る。したがって、未識別サンプル媒体に関連する、サンプル正体ラベルなどのサンプル正体データを判断するために、その未識別サンプル媒体と既知の動作温度とに関連する新たに導出された屈折率曲線を、データベース内の既知のサンプル正体ラベルのサンプルについて導出された屈折率曲線と比較することができる。例えば、装置は、未識別サンプル媒体について新たに導出された屈折率曲線を、既知のサンプルラベルの屈折率曲線と比較し得る（例えば、既知の正体ラベルの屈折率曲線が屈折率データベースに記憶されるかまたはそこに記憶されている情報から導出される）。また、実施形態によっては、装置は、未識別サンプル媒体について干渉縞データがキャプチャされた特定の動作温度における未識別サンプル媒体の新たに導出された屈折率曲線と合致する、および／または最もよく合致する、その動作温度における屈折率曲線を判断するように構成され得る。例えば、実施形態によっては、未識別サンプル媒体は、その未識別サンプル媒体の屈折率曲線と最もよく合致する屈折率曲線に関連付けられたサンプル正体データ（例えばサンプル正体ラベル）に基づいて識別および／または分類される。なお、未識別サンプル媒体の屈折率曲線と合致、および／または最もよく合致する曲線は、多くの誤差キャリブレーションアルゴリズム、および／または距離アルゴリズムなど、および／または２つの曲線の類似度を比較するためのその他のカスタムアルゴリズムのうちのいずれか１つを使用して判断され得る。
[00684]図４７に、本開示の少なくとも１つの例示の実施形態による、特に、未識別サンプル媒体に関連するサンプル正体データを識別するための、屈折率処理のための例示のプロセス２９００の例示の動作を含むフローチャートを示す。なお、これらの様々な動作は、ハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェア（例えばコンピュータ実装方法）で具現化された１つまたは複数のコンピューティングデバイスおよび／またはモジュールにより実行され得るプロセスを形成することを理解されたい。実施形態によっては、プロセス２９００は、本明細書に記載されているような１つまたは複数の装置、例えば装置２７００および／または２８００によって実行される。これに関連して、装置は、コンピュータコード化命令が記憶された１つまたは複数のメモリデバイス、および／またはコンピュータコード化命令を実行し、図示されている動作を行うように構成された１つまたは複数のプロセッサ（例えば処理モジュール）を含むかまたはその他の方法により備えて構成され得る。これに加えて、またはこれに代えて、実施形態によっては、プロセス２９００に関連して図示し、説明する動作を実行するためのコンピュータプログラムコードが、例えば、コンピュータプログラム製品の非一過性のコンピュータ可読記憶媒体に関連付けられた１つまたは複数のプロセッサによる実行のため、または他の方法でそのようなコンピュータ可読記憶媒体を使用した実行において、コンピュータプログラム製品の１つまたは複数の非一過性のコンピュータ可読記憶媒体に記憶され得る。
[00685]プロセス２９００はブロック２９０２で開始する。ブロック２９０２で、プロセス２９００は未識別サンプル媒体の第１の干渉縞データを受け取ることを含み、第１の干渉縞データは第１の波長に関連する。一部のそのような実施形態では、第１の干渉縞データは、例えば導波路を介して第１の波長の光により生じた干渉縞パターンのキャプチャされた表現を具現化する。一部のそのような実施形態では、第１の干渉縞データは、投射された第１の干渉縞パターンに関連する１つまたは複数の撮像コンポーネントによってキャプチャされる。これに加えて、またはこれに代えて、実施形態によっては、第１の干渉縞データは、別の関連付けられたシステムから受け取られ、ならびに／またはローカルおよび／もしくはリモートのメモリデバイス上で具現化されたデータベースからロードされるなどされる。実施形態によっては、第１の干渉縞データは、同様に、第１の干渉縞データのキャプチャ時の、導波路および／または未識別サンプル媒体の動作温度に関連付けられる。第１の干渉縞データは、実施形態によっては、第１の波長および動作温度に関連付けられた未識別サンプル媒体の第１の干渉計屈折率を導出するために使用され得る。
[00686]実施形態によっては、干渉縞データは、サンプル媒体の流体チャネルへの導入の結果として生じる屈折率変化を表す。これに関連して、サンプル媒体の導入に起因する屈折率間の離隔が計算され得る。例えば、変化量が干渉縞パターンの元の離隔のｋ倍である状況では、光路差は２ｋπに等しくなり得る。実施形態によっては、流体チャネルの既知の幾何形状を基準にして、屈折率変化が光路差ΔｎＬとして計算され、ここでΔｎは屈折率変化であり、Ｌは流体チャネルに関連付けられた光路の等価物理長である。
[00687]ブロック２９０４で、プロセス２９００は未識別サンプル媒体の第２の干渉縞データを受け取ることをさらに含み、第２の干渉計データは第２の波長に関連する。これに関連して、実施形態によっては、第２の干渉縞データは、例えば導波路を介して第２の波長の光によって生じた第２の干渉縞パターンのキャプチャされた表現を具現化する。実施形態によっては、第２の光を発生するように第２の光源が活性化される。他の実施形態によっては、例えば駆動電流および／または駆動電圧を第１の波長に関連付けられた第１の値から第２の波長に関連付けられた第２の値に調整することによって、同じ光源が第１の干渉縞データに関連付けられた第１の光と第２の干渉縞データに関連付けられた第２の光とを発生するように調整される。実施形態によっては、第２の干渉縞データは、同様に、第２の干渉縞データのキャプチャ時に導波路および／または未識別サンプル媒体の動作温度に関連付けられ、これは第１の干渉縞データのキャプチャ時の動作温度と同じまたはほぼ同じ（例えば所定の閾値内）であってもよい。第２の干渉縞データは、実施形態によっては、未識別サンプル媒体の第２の干渉計屈折率を導出するために使用可能であり、第２の干渉計屈折率は第２の波長および動作温度に関連付けられる。
[00688]なお、プロセス２９００は、多数の波長に関連する任意の数の追加の干渉縞データを受け取ることをさらに含み得ることを理解されたい。例えば、第３の干渉縞データは、第３の波長に関連して受け取られ得、および／または第４の干渉縞データは第４の波長に関連して受け取られ得る。任意のそのような追加の干渉縞データは、ブロック２９０２および／または２９０４に関連して上述した第１および／または第２の干渉縞データと同様にして受け取られ得る。
[00689]ブロック２９０６で、プロセス２９００は、（ｉ）第１の波長に関連する第１の干渉縞データと、（ｉｉ）第２の波長に関連する第２の干渉縞データとに基づいて、屈折率曲線データを導出することをさらに含む。例えば、一部のそのような実施形態では、第１の干渉縞データから第１の屈折率が導出され、第２の干渉縞データから第２の屈折率が導出される。第１および第２の屈折率は、未識別サンプル媒体に関連する屈折率曲線データを導出するために使用され得る。実施形態によっては、屈折率曲線データは、１つまたは複数のアルゴリズムおよび／または数学計算を使用して第１および第２の干渉縞データから導出される。これに加えて、またはこれに代えて、実施形態によっては、屈折率曲線データは屈折率間の補間に基づいて導出される。なお、１つまたは複数の追加の干渉縞データが受け取られる環境では、屈折率曲線データは、第１の干渉縞データと、第２の干渉縞データと、１つまたは複数の追加の干渉縞データとに基づいてさらに導出され得ることを理解されたい。
[00690]ブロック２９０８で、プロセス２９００は、屈折率曲線データに基づいてサンプル正体データを判断することをさらに含む。実施形態によっては、サンプル正体データは、既知のサンプル正体データに関連付けられたサンプルの既知の屈折率曲線データに最も近く合致する、動作温度における屈折率曲線データを判断することによって判断される。例えば、サンプル屈折率曲線データが既知のサンプル正体ラベル（例えば蒸留水）に関連付けられた既知の屈折率曲線データに最も近く対応する場合、サンプル屈折率曲線データは、同様に同じ既知のサンプル正体ラベルを具現化している（例えば蒸留水を表す）と判断され得る。サンプル屈折率曲線データが複数の既知の屈折率曲線データと合致し得る状況では、判断されるサンプル正体データは、サンプル屈折率曲線データと既知の屈折率曲線データのそれぞれとの類似度に基づく統計データを具現化し得る。屈折率曲線データに基づいてサンプル正体データを判断するための例示の一実装形態については図４９を参照しながら本明細書で説明する。
[00691]図４８に、本開示の少なくとも１つの例示の実施形態による、屈折率処理のための、具体的には、未識別サンプル媒体の少なくとも第１の波長に関連する第１の干渉縞データと第２の波長に関連する第２の干渉縞データを受け取るための、例示のプロセス３０００の追加の例示の動作を含むフローチャートを示す。なお、これらの様々な動作は、ハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェア（例えばコンピュータ実装方法）で具現化された１つまたは複数のコンピューティングデバイスおよび／またはモジュールにより実行され得るプロセスを形成することを理解されたい。実施形態によっては、プロセス３０００は、本明細書に記載されているような１つまたは複数の装置、例えば装置２７００および／または２８００によって実行される。これに関連して、装置は、コンピュータコード化命令が記憶された１つまたは複数のメモリデバイス、および／またはコンピュータコード化命令を実行し、図示されている動作を行うように構成された１つまたは複数のプロセッサ（例えば処理モジュール）を含むかまたはその他の方法により備えて構成され得る。これに加えて、またはこれに代えて、実施形態によっては、プロセス３０００に関連して図示し、説明する動作を実行するためのコンピュータプログラムコードが、例えば、コンピュータプログラム製品の非一過性のコンピュータ可読記憶媒体に関連付けられた１つまたは複数のプロセッサによる実行のため、または他の方法でそのようなコンピュータ可読記憶媒体を使用した実行において、コンピュータプログラム製品の１つまたは複数の非一過性のコンピュータ可読記憶媒体に記憶され得る。
[00692]図のように、プロセス３０００はブロック３００２またはブロック３００４で開始する。実施形態によっては、プロセスは本明細書に記載のプロセス２９００などの別のプロセスの１つまたは複数の動作の後に開始する。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの実施形態では、フローは、プロセス３０００に関連して示されているプロセスの完了時に、プロセス２９００などの別のプロセスの１つまたは複数の動作に戻る。例えば、図のように、実施形態によっては、フローは、ブロック３０１０の完了時にブロック２９０６に戻る。
[00693]実施形態によっては、例えば、複数の波長に関連する複数の干渉縞パターンを生じさせるために単一の光源が使用される状況において、プロセス３０００はブロック３００２で開始する。ブロック３００２で、プロセス３０００は、（ｉ）第１の干渉計干渉縞パターンに関連する第１の波長の第１の投射光と、（ｉｉ）第２の干渉計干渉縞パターンに関連する第２の波長の第２の投射光とを発生するように光源をトリガすることを含む。これに関連して、光源はまず、第１の波長に関連付けられた第１の駆動電流または駆動電圧によってトリガされ、その後、第２の波長に関連付けられた第２の駆動電流または駆動電圧によってトリガされ得る。他の実施形態では、光源は１つまたは複数の光学コンポーネントによって２つのサブビームに分割および／またはその他により操作される単一の光ビームを生成し得る。サブビームのうちの１つまたは複数のサブビームが、所望の第１および第２の波長と合致するように操作され得る。なお、本明細書に記載のように、光源は、本明細書に記載のようなサンプル検査デバイス、導波路および／または同様の装置のコンポーネントであり得ることを理解されたい。
[00694]他の実施形態では、プロセス３０００は、例えば第１および第２の干渉計データに関連付けられた異なる波長の光を発生するために複数の光源コンポーネントが使用される状況では、プロセス３０００はブロック３００４で開始する。ブロック３４００で、プロセス３０００は、第１の波長の第１の投射光を発生するように第１の光源をトリガすることを含み、第１の投射光は第１の干渉縞パターンに関連する。実施形態によっては、第１の光源は、第１の光源に第１の波長の第１の光を発生させるように、第１の駆動電流または第１の駆動電圧に基づいてトリガされる。実施形態によっては、第１の投射光は、第１の投射光から第１の干渉縞パターンを生じさせるように、１つまたは複数の光学コンポーネント、例えば導波路のコンポーネントによって操作される。実施形態によっては、本明細書に記載のような検知装置のプロセッサおよび／または関連モジュールが、適切な第１の波長に対する第１の光源のトリガを生じさせる１つまたは複数の信号を発生するように構成される。
[00695]ブロック３００６で、プロセス３０００は、第２の波長の第２の投射光を発生するように第２の光源をトリガすることをさらに含み、第２の投射光は第２の干渉縞パターンに関連する。これに関連して、実施形態によっては、第２の光源は、第２の光源に第２の波長の第２の光を発生させるように、第２の駆動電流または第２の駆動電圧に基づいてトリガされる。少なくとも１つのそのような実施形態では、第１の光源と第２の光源によって発生される光が明確に異なる波長であるように、第１の駆動電流または電圧は第２の駆動電流または電圧とは異なる。実施形態によっては、第２の投射光は、第２の投射光から第２の干渉縞パターンを生じさせるように１つまたは複数の光学コンポーネント、例えば導波路のコンポーネントを介して操作される。実施形態によっては、本明細書に記載のような検知装置のプロセッサおよび／または関連モジュールが、適切な第２の波長に対する第２の光源のトリガを生じさせる１つまたは複数の信号を発生するように構成される。
[00696]ブロック３００４または３００６が完了すると、フローはブロック３００８に進む。ブロック３００８で、プロセス３０００は、撮像コンポーネントを使用して第１の波長に関連する第１の干渉縞パターンを表す第１の干渉縞データをキャプチャすることを含む。これに関連して、キャプチャされたデータが異なる波長ごとに異なる干渉パターンを表すように、第１の干渉縞パターンは第１の波長に依存する。第１の干渉縞データは、干渉パターンに関連する屈折率を判断するために処理され得る。実施形態によっては、撮像コンポーネントは、例えば本明細書に記載のようなサンプル検査デバイスおよび／または導波路などに含まれ、および／またはその他の方法で関連付けられる。これに関連して、撮像コンポーネントは、例えば本明細書に記載のような、１つまたは複数のプロセッサおよび／またはそれに関連付けられた関連モジュールによってトリガされ得る。少なくとも１つの実施形態では、撮像コンポーネントは、そのようなキャプチャされた画像データを処理するための１つまたは複数のハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェアデバイスに通信可能にリンクされた別個の装置によって具現化されるか、またはそのサブコンポーネントである。
[00697]ブロック３０１０で、プロセス３０００は、撮像コンポーネントを使用して、第２の波長に関連する第２の干渉縞パターンを表す第２の干渉縞データをキャプチャすることを含む。これに関連して、第２の干渉縞パターンは、キャプチャされたデータが第１の波長に関連する第１の干渉計パターンとは異なる干渉縞パターンを表すように、第２の波長に依存する。第２の干渉縞データは、第２の干渉縞パターンに関連する第２の屈折率を判断するために処理され得る。実施形態によっては、撮像コンポーネントは、例えば本明細書に記載のような、同じサンプル検査デバイスおよび／または導波路などに含まれ、および／またはその他の方法で関連付けられる。これに関連して、撮像コンポーネントは、例えば本明細書に記載のような１つまたは複数のプロセッサおよび／またはそれに関連付けられた関連モジュールによってトリガされ得る。
[00698]実施形態によっては、第１の干渉縞データは、第１の波長の第１の光の投射のトリガ時にキャプチャされ、第２の干渉縞データは、第２の波長の第２の光の投射のトリガ時にキャプチャされる。これに関連して、実施形態によっては、ブロック３００８は、記載されている１つまたは複数の動作と並行して、例えばブロック３００２またはブロック３００４における第１の光の投射時に行われ得る。同様に、実施形態によっては、ブロック３０１０は、１つまたは複数の動作と並行して、例えばブロック３００２またはブロック３００６の第１の光の投射時に行われ得る。
[00699]図４９に、本開示の少なくとも１つの例示の実施形態による、屈折率処理のため、特に屈折率曲線データに基づいてサンプル正体データを判断するための、例示のプロセス３１００の追加の例示の動作を含むフローを示す。なお、これらの様々な動作は、ハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェア（例えばコンピュータ実装方法）で具現化された１つまたは複数のコンピューティングデバイスおよび／またはモジュールにより実行され得るプロセスを形成することを理解されたい。実施形態によっては、プロセス３１００は、本明細書に記載されているような１つまたは複数の装置、例えば装置２７００および／または２８００によって実行される。これに関連して、装置は、コンピュータコード化命令が記憶された１つまたは複数のメモリデバイス、および／またはコンピュータコード化命令を実行し、図示されている動作を行うように構成された１つまたは複数のプロセッサ（例えば処理モジュール）を含むかまたはその他の方法により備えて構成され得る。これに加えて、またはこれに代えて、実施形態によっては、プロセス３１００に関連して図示し、説明する動作を実行するためのコンピュータプログラムコードが、例えば、コンピュータプログラム製品の非一過性のコンピュータ可読記憶媒体に関連付けられた１つまたは複数のプロセッサによる実行のため、または他の方法でそのようなコンピュータ可読記憶媒体を使用した実行において、コンピュータプログラム製品の１つまたは複数の非一過性のコンピュータ可読記憶媒体に記憶され得る。
[00700]プロセス３１００はブロック３１０２で開始する。実施形態によっては、プロセスは、本明細書に記載のプロセス２９００のブロック２９０６の後などの別のプロセスの１つまたは複数の動作の後に開始する。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの実施形態では、フローは、プロセス３１００に関連して示されているプロセスの完了時に、プロセス２９００などの別のプロセスの１つまたは複数の動作に戻る。
[00701]ブロック３１０２で、プロセス３１００は、屈折率曲線データに基づいて屈折率データベースに照会することを含み、サンプル正体データが、上記屈折率曲線データに最もよく合致する屈折率データベース内の記憶されている屈折率曲線に対応する。実施形態によっては、屈折率データベースは、動作温度、例えば未識別サンプル媒体の干渉パターンを表す第１および／または第２の干渉縞データがキャプチャされた動作温度に基づいてさらに照会される。これに関連して、屈折率データベースは、同じ動作温度に関連付けられたデータを特定し、さらにサンプル屈折率曲線データとの比較のために関連屈折率曲線データを導出するために照会され得る。サンプル屈折率曲線データは、サンプル屈折率曲線データと最もよく合致するものを判断するために、データベースから検索された、および／またはデータベースから検索されたデータから導出された記憶屈折率曲線と比較され得る。例えば、実施形態によっては、未識別サンプル媒体の屈折率曲線データと最もよく合致する記憶屈折率曲線を判断するために、１つまたは複数の誤差および／または距離アルゴリズムが使用され得る。このようにして、既知のサンプル正体データに関連付けられた既知の屈折率曲線と、サンプル屈折率曲線に最もよく合致するものとを判断することによって、最も近い既知の屈折率曲線に関連付けられたサンプル正体データが、その未識別サンプル媒体の正体および／もしくは分類、ならびに／またはそれに関連する統計情報を表し得る。
[00702]本明細書に示す一部の実施形態は、光源によって出射される光の波長を所望の波長に（または所望の波長の近くに）精緻化するなどのために、光源を微調整するように構成される。これに関連して、光源は、環境の作用、例えば動作温度によって生じるシフトに起因する投射干渉パターンの不一致を考慮に入れるように微調整され得る。少なくとも１つの例示の環境において、装置２７００および／または２８００は光源によって出射された光を微調整するためのそのような機能を実行するように構成される。
[00703]図４４に、光源の出射を微調整するための可変調整の例示のグラフ視覚化を示す。これに関連して、光源は視覚化に図示されているようにチューニングされ得る。例えば、少なくとも１つの実施形態では、光源の出射パワーを増大させると、光源が発生する光の波長が短縮される。これに関連して、光源が発生する光の波長を所望の波長に、または所望の波長により近くなるように（例えば許容誤差閾値内）調整するために、駆動電流が調整され得る。例えば、サンプル環境の動作温度が光源によって発生される光の波長を短縮させる状況では、光源の駆動電流は、光源の出射パワーを低減し、発生光の波長を長くするように調整され得る。光源は、光源によって出射される光の波長が所望の、および／またはキャリブレーション済み波長に近づく、および／または合致するように調整され得る。なお、他の実施形態では、光源の調整を実現するように光源に印加される駆動電圧が調整され得る。実施形態によっては、光源は、光源を駆動する電流を調整するなどによって、光源を調整するための支援ハードウェアを含むかまたは他の方法で関連付けられる。
[00704]図５０に、本開示の少なくとも１つの例示の実施形態による、光源チューニングのため、特に光源をキャリブレーションするために光源によって発生される光の波長を微調整するための、例示のプロセス３２００の例示の動作を含むフローチャートを示す。なお、これらの様々な動作は、ハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェア（例えばコンピュータ実装方法）で具現化された１つまたは複数のコンピューティングデバイスおよび／またはモジュールにより実行され得るプロセスを形成することを理解されたい。実施形態によっては、プロセス３２００は、本明細書に記載されているような１つまたは複数の装置、例えば装置２７００および／または２８００によって実行される。これに関連して、装置は、コンピュータコード化命令が記憶された１つまたは複数のメモリデバイス、および／またはコンピュータコード化命令を実行し、図示されている動作を行うように構成された１つまたは複数のプロセッサ（例えば処理モジュール）を含むかまたはその他の方法により備えて構成され得る。これに加えて、またはこれに代えて、実施形態によっては、プロセス３２００に関連して図示し、説明する動作を実行するためのコンピュータプログラムコードが、例えば、コンピュータプログラム製品の非一過性のコンピュータ可読記憶媒体に関連付けられた１つまたは複数のプロセッサによる実行のため、または他の方法でそのようなコンピュータ可読記憶媒体を使用した実行において、コンピュータプログラム製品の１つまたは複数の非一過性のコンピュータ可読記憶媒体に記憶され得る。
[00705]プロセス３２００はブロック３２０２で開始する。ブロック３２０２で、プロセス３２００は、光源に関連付けられたキャリブレーション設定イベントを開始することをさらに含む。これに関連して、キャリブレーション設定イベントは、キャリブレーションデータ、例えば１つまたは複数のその後のキャリブレーション動作で使用するための、キャリブレーション済み参照干渉データのためのデータを記憶するために、参照チャネルの使用をトリガし得る。実施形態によっては、キャリブレーション設定イベントは、装置および／またはコンピュータプログラム製品などの工場設定時に開始される。これに加えて、またはこれに代えて、実施形態によっては、キャリブレーション設定イベントは、例えば装置２７００および／もしくは２８００、ならびに／またはサンプル検査デバイスなどの起動時に自動的に開始される。これに加えて、またはこれに代えて、キャリブレーション設定イベントは、未識別サンプル媒体に関連するサンプル正体データを判断するための動作の起動に応答して自動的に開始され得る。これに加えて、またはさらにこれに代えて、１つまたは複数の実施形態では、キャリブレーション設定イベントは、キャリブレーション設定イベントの開始を具体的に示すユーザ対話に応答して、例えば、キャリブレーション設定イベントを開始するための、１つまたは複数のハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェアコンポーネントとの所定のユーザ対話に応答して開始され得る。
[00706]ブロック３２０４で、プロセス３２００は、キャリブレーション済み環境におけるキャリブレーション済み干渉縞パターンを表すキャリブレーション済み参照干渉縞データをキャプチャすることをさらに含み、キャリブレーション済み干渉縞パターンは導波路の参照チャネルを介して投射される。これに関連して、キャリブレーション済み干渉パターンは、キャリブレーションのための（例えば、光源によって出射される波長をチューニングおよび／またはその他によりキャリブレーションするための）１つまたは複数の参照干渉縞パターンを出射するために使用される参照チャネルに配置された参照媒体（例えばＳｉＯ２）を通して投射され得る。キャリブレーション済み環境は、実施形態によっては、キャリブレーション済み動作温度を含む。これに関連して、サンプル検査デバイスおよび／または導波路などは、より速い動作で、例えばブロック３２０２で、またはプロセス３２００の開始前にキャリブレーションされてもよい。導波路の参照チャネルを介して干渉縞パターンを投射することにより、干渉縞パターンは、キャプチャされ、装置の１つまたは複数の特性（例えば光源によって発生された光の波長）が変化したか否かを判断するために将来の状況において比較され得る事前キャリブレーション済みの結果を表す。このような特性は、多数の理由のうちの任意の１つまたは複数の理由に起因して、例えば装置の１つまたは複数のコンポーネントの劣化、および／または動作環境における変化などに起因して、時間の経過とともに変化し得る。
[00707]ブロック３２０６で、プロセス３２００は、ローカルメモリに、キャリブレーション済み参照干渉縞データを記憶キャリブレーション干渉縞データとして記憶することをさらに含む。これに関連して、記憶キャリブレーション干渉縞データは、例えば、ブロック３２１０からブロック３２１６に関連して本明細書で説明するように、後でキャリブレーション動作において使用するためにローカルメモリから取り出されることができる。例えば、キャリブレーション済み参照干渉縞データは、光源によって発生される光の波長を再キャリブレーションまたはよりよくキャリブレーションするために１つまたは複数の光源をどのように調整すべきかを判断すべく、後でキャプチャされる干渉縞データと比較するための事前キャリブレーション済み干渉縞データを具現化し得る。例えば、実施形態によっては、キャリブレーション済み参照干渉縞データは、投射されたキャリブレーション干渉縞パターンに関連する変調データ、周波数データ、位相データおよび／またはこれらの組み合わせを含む。なお、キャリブレーション干渉縞パターンに関連する屈折率データ点および／または屈折率曲線も記憶キャリブレーション済み参照干渉縞データから判断され得ることを理解されたい。
[00708]ブロック３２０８で、プロセス３２００は温度制御機構を調整することをさらに含み、温度の調整は、サンプル環境をチューニングされた動作温度に設定し、チューニングされた動作温度は、所望の動作温度から閾値範囲内にある。温度制御機構は、装置が機能する動作温度の変更を可能にする、本明細書に記載のような干渉計デバイス、装置２７００および／または装置２８００などのサンプル検査デバイスのコンポーネントであり得る。これに関連して、サンプル環境は、（例えばサンプルチャネル内の）サンプル媒体を通して投射される光が所望および／またはキャリブレーション済み波長に向かって調整されるように調整され得る。例えば、導波路は、特定のキャリブレーション済み動作温度での動作のためにキャリブレーションされ得る。温度制御機構による厳密な温度チューニングの必要がないように、チューニング動作温度はキャリブレーション済み動作温度に対応する所望の動作温度から粗く（例えば閾値範囲内）チューニングされ得る。
[00709]ブロック３２１０で、プロセス３２００は、光源に関連する光源キャリブレーションイベントをトリガすることをさらに含む。実施形態によっては、記憶データとキャプチャされたデータとの差が所定の閾値を超える時点（例えば、キャリブレーションが行われる前の所定最大シフトを超える屈折率のシフト）を判断するために、参照キャプチャ干渉縞データが監視され得る。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの実施形態では、光源キャリブレーションイベントは、設定イベントおよび／または前回にトリガされた光源キャリブレーションイベントから所定時間が経過したと判断されるとトリガされる。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの実施形態では、光源キャリブレーションイベントは、例えば本明細書に記載のようなサンプル媒体を識別するための動作の開始時に、自動的にトリガされる。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの実施形態では、光源キャリブレーションイベントは、所定数および／または可変数のサンプル媒体識別イベントが開始された後で開始される。
[00710]ブロック３２１２で、プロセス３２００は、サンプル環境における参照干渉縞パターンを表す参照干渉縞データをキャプチャすることをさらに含み、参照干渉パターンは導波路の参照チャネルを介して投射される。参照干渉縞データは、ブロック３２０４に関連して説明したキャリブレーション済み参照干渉縞データと同様にしてキャプチャされ得る。多数の作用（時間の経過、キャリブレーション済み環境とサンプル環境との相違、および／または１つまたは複数の光学コンポーネントの劣化など）のうちのいずれかに起因して、投射参照干渉パターンは記憶キャリブレーション干渉データによって表される事前キャリブレーション済みパターンの屈折率とは異なる屈折率と関連付けられることがある。
[00711]ブロック３２１４で、プロセス３２００は、参照干渉縞データと記憶キャリブレーション干渉データとの間の屈折率オフセットを判断するために、参照干渉縞データを記憶キャリブレーション干渉データと比較することをさらに含む。例えば、実施形態によっては、参照干渉縞データは、参照干渉縞データによって表される第１の干渉縞パターンに関連する第１の屈折率を導出するために処理される。同様に、例えば実施形態によっては、記憶キャリブレーション干渉縞データによって表される第２の干渉縞パターンに関連する第２の屈折率を導出するために記憶キャリブレーション干渉データが処理される。これに関連して、２つの干渉縞パターンの間の屈折率オフセットを判断するために、第１の屈折率と第２の屈折率とが比較され得る。そのような一部の実施形態では、屈折率オフセットは、環境の変化（例えば、キャリブレーション済み温度からサンプル温度への動作温度変化）、１つまたは複数の光学および／もしくはハードウェアデバイスコンポーネントの劣化、ならびに／または光源によって発生される光の波長の変化などに起因する投射参照パターンの変化を表す。
[00712]これに関連して、実施形態によっては、屈折率オフセットの量は、導波路の構造的および熱的変化の結果である。屈折率オフセットに関連する等価長変化がそこから導出され、および／またはその他により計算され得る。したがって、実施形態によっては、等価長変化の割合は、オフセットを補償するために、本明細書に記載のような光源のチューニングにより調整される必要がある波長比例変化の量と一致する。
[00713]ブロック３２１６で、プロセス３２００は、屈折率オフセットに基づいて光源をチューニングすることをさらに含む。実施形態によっては、光源は、光発生コンポーネントによって出射される光の波長を調整するようにチューニングされる。例えば少なくとも１つの実施形態では、参照干渉縞データと記憶キャリブレーション干渉データとの間の屈折率オフセットに基づいて、光源の操作に関連する１つまたは複数の値がチューニングされ、またはその他により調整される。これに関連して、光源をチューニングすることにより、参照チャネルにより生じる参照干渉縞パターンは、記憶キャリブレーション干渉データによって表されるキャリブレーション済み干渉縞パターンとより接近して合致するように調整される。光源をチューニングするための例示の動作について、図５１に関連して本明細書でさらに説明する。
[00714]図５１に、本開示の少なくとも１つの例示の実施形態による、屈折率処理、特に光源をチューニングするための例示のプロセス３３００の追加の例示の動作を含むフローチャートを示す。なお、これらの様々な動作は、ハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェア（例えばコンピュータ実装方法）で具現化された１つまたは複数のコンピューティングデバイスおよび／またはモジュールにより実行され得るプロセスを形成することを理解されたい。実施形態によっては、プロセス３３００は、本明細書に記載されているような１つまたは複数の装置、例えば装置２７００および／または２８００によって実行される。これに関連して、装置は、コンピュータコード化命令が記憶された１つまたは複数のメモリデバイス、および／またはコンピュータコード化命令を実行し、図示されている動作を行うように構成された１つまたは複数のプロセッサ（例えば処理モジュール）を含むかまたはその他の方法により備えて構成され得る。これに加えて、またはこれに代えて、実施形態によっては、プロセス３３００に関連して図示し、説明する動作を実行するためのコンピュータプログラムコードが、例えば、コンピュータプログラム製品の非一過性のコンピュータ可読記憶媒体に関連付けられた１つまたは複数のプロセッサによる実行のため、または他の方法でそのようなコンピュータ可読記憶媒体を使用した実行において、コンピュータプログラム製品の１つまたは複数の非一過性のコンピュータ可読記憶媒体に記憶され得る。
[00715]プロセス３３００は、ブロック３３０２および／またはブロック３３０４で開始する。実施形態によっては、プロセスは、本明細書に記載のプロセス３２００のブロック３２１４などの別のプロセスの１つまたは複数の動作の後で開始する。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの実施形態では、フローはプロセス３３００に関連して示されているプロセスの完了時に、プロセス３２００などの別のプロセスの１つまたは複数の動作に戻る。
[00716]ブロック３３０２で、プロセス３３００は、光源に関連付けられた光波長を調整するために光源に印加される電圧レベルを調整することを含む。これに関連して、光源に印加される電圧レベルを調整することによって、例えば図４４に関連して図示し、説明したように、光源によって発生される光が調整量に基づいて同様に変更され得る。実施形態によっては、光源に印加される電圧レベルは、キャッシュおよび／またはメモリデバイスなどの１つまたは複数のコンポーネントに記憶される。これに加えて、またはこれに代えて、実施形態によっては、光源に印加される電圧レベルが調整されるようにするために、プロセッサおよび／または関連モジュールが、光源に印加される電圧レベルを調製させるために光源および／または支援ハードウェアに１つまたは複数の信号を送信する。一部のそのような実施形態では、調整値（例えば、光源に印加される電圧レベルをどれだけ調整するか）が、参照干渉縞データと記憶キャリブレーション干渉データとの間の屈折率オフセットに基づいて決定される。これに関連して、（例えば導波路および／または関連コンポーネントの動作のより大きな変化によって生じる）２つのデータの間のオフセットが大きいほど、装置の再キャリブレーションを試みるためにより大きな調整が加えられることになる。
[00717]上記に加えて、または上記に代えて、実施形態によっては、プロセス３３００はブロック３３０４で開始する。ブロック３３０４で、プロセス３３００は、光源に関連付けられた光波長を調整するために、光源に印加される電流レベルを調整することをさらに含む。これに関連して、光源に印加される電流レベルを調整することによって、例えば図４４に関連して図示し、説明したように、光源によって発生される光が調整量に基づいて同様に変更され得る。実施形態によっては、光源に印加される電流レベルは、後で光源を作動させるために１つまたは複数のコンポーネントに記憶される。実施形態によっては、光源に印加される電流レベルが調整されるようにするために、プロセッサおよび／または関連モジュールが１つまたは複数の信号を光源および／または支援ハードウェアに送信する。一部のそのような実施形態では、調整値（例えば、光源に印加される電流レベルをどれだけ調整するか）が、屈折率オフセットに基づいて決定される。これに関連して、（例えば導波路および／または関連コンポーネントの動作のより大きな変化によって生じる）２つのデータの間のオフセットが大きいほど、装置の再キャリブレーションを試みるためにより大きな調整が加えられることになる。なお、実施形態によっては、電圧および／または抵抗などの他の特性よりも好ましい場合、光源をトリガするために印加される電流レベルを駆動するためのハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェアが含まれることを理解されたい。
[00718]実施形態によっては、光源に関連付けられた波長の変化を生じさせるために電圧と電流の両方が調整されることを理解されたい。したがって、実施形態によっては、プロセス３３００はブロック３３０２と３３０４の両方を含む。他の実施形態では、光源のチューニングを実現するために電圧および／または電流の一方のみの調整が駆動される。
[00719]本明細書で示されている一部の実施形態は、サンプル識別および／または分類を可能にするために、本明細書の少なくとも１つの例示の実施形態に関連する１つまたは複数の統計モジュールおよび／または機械学習モジュールを使用するなどにより、干渉縞データを処理するように構成される。これに関連して、生じた干渉縞パターンを表す干渉縞データの特徴は、１つまたは複数の統計モデル、機械学習モデルおよび／またはアルゴリズムモデルによって処理され得る。
[00720]統計モデル、機械学習モデルおよび／またはアルゴリズムモデルを使用することによって、サンプル正体データ（例えば、サンプルラベルデータおよび／またはそれに関連する１つまたは複数の信頼スコアなどの統計情報）が、そのようなモデルを使用して未識別サンプル媒体について判断され得る。これに関連して、そのような実装形態は、他の試行されたサンプル正体データ判断が成功しない場合がある環境であっても利用可能である。例えば、そのような画像ベースの分類および／または識別は、被験サンプル媒体における屈折率の変化が、そのようなサンプル正体データを識別するのに不十分な場合がある状況でも使用可能である。
[00721]実施形態は、多数の種類の干渉縞データのうちの任意の１つまたは複数についてトレーニングされた機械学習モデル、統計モデルおよび／またはその他のモデルを含み得ることを理解されたい。例えば、少なくとも１つの実施形態では、モデル（例えばサンプル識別モデル）が、キャプチャされた干渉パターンの生表現を具現化する干渉縞データに基づいてトレーニングされる。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの実施形態では、屈折率データならびに／または、変調、周波数および／もしくは位相などのそれに関連するデータを具現化する干渉縞データに基づいてモデルがトレーニングされる。トレーニングに使用されるデータの種類は、実行される特定のタスク、および／または利用可能なトレーニングデータなどの１つまたは複数の要因に基づいて選択され得る。これに関連して、干渉縞データおよび／または動作温度などの関連する入力データを受け取ることによって、モデルは、同一または類似の動作温度に対応する対応干渉縞データに基づいて入力データに関連する統計的最近接合致ラベルを示すデータを提供し得る。
[00722]一部のそのような実施形態では、サンプル検査デバイス（例えば導波路）は、サンプル媒体の識別および／または分類を行う目的で、被検サンプル媒体に関連する干渉縞データをキャプチャするように構成される。キャプチャされた干渉縞データは、光源によって発生された光に関連する既知および／または特定可能な動作温度および／または波長にさらに関連付けられ得る。したがって、キャプチャされた干渉縞データおよび／またはそれから導出されたデータは、サンプル媒体に関連するサンプル正体データの生成を向上させるために、（例えば１つまたは複数の統計モデル、アルゴリズムモデルおよび／または機械学習モデルによって具現化された）トレーニング済みサンプル識別モデルに、単独で、または動作温度値および／もしくは特定された波長とともに入力され得る。
[00723]トレーニング済みサンプル識別モデルは、実施形態によっては、既知のサンプル正体ラベル（例えば分類が既知であるサンプル）に関連付けられた複数のデータサンプルでトレーニングされる。これに関連して、任意の数の既知のサンプル媒体に関連する干渉縞データなどのデータを含むトレーニングデータベースが構築され得る。少なくとも１つの例示の環境において、干渉縞パターンにより入手可能なすべての生情報を維持しながら所要記憶空間を最小限にするように、トレーニングデータベースは、例えば変調値、周波数値、および／または位相値を記憶することによって干渉縞パターンの処理済みのキャプチャされた表現を記憶するように構成される。これに関連して、次に、生干渉縞データは、サンプル採集領域における検査サンプル実効温度スペクトル屈折率分布に逆再構築され得る。これに加えて、またはこれに代えて、実施形態によっては、トレーニングデータベースは、様々な動作温度におけるそのような既知のサンプル媒体に関連する、および／または、様々な波長に関連する干渉縞データを含む。これに関連して、トレーニングデータベースは、サンプル識別モデルをトレーニングするために使用され得、任意の数のサンプル媒体を識別し、変動する温度および／または波長に関連する干渉縞データに基づいてそのようなサンプル媒体をさらに識別する。さらに他の実装形態では、トレーニングデータベースは、任意の数の追加のデータ種類、例えばサンプル密度プロファイル、粒子数、ならびに／またはサンプル媒体の平均サイズおよび／もしくは寸法などを含み得る。
[00724]少なくとも１つの例示の状況では、本明細書に記載の改良型サンプル識別方法のための干渉縞データ処理は、他のウイルスから区別される新型ＣＯＶＩＤ−１９の識別など、ウイルス識別のために使用され得る。これに関連して、本明細書に記載の導波路干渉計バイオセンサなどの検知装置が、様々なスペクトル波長および温度条件下でサンプル媒体（例えばウイルス標本）に関連する干渉縞データをキャプチャするために使用され得る。収集されたウイルススペクトル屈折率データは、収集されたデータセットが増大するにつれて向上する高い合致精度で異なるサンプル正体（例えばウイルスの種類）を識別するように、１つまたは複数のサンプル識別モデルを精緻化および／またはその他の方法によりトレーニングするために使用される、トレーニングデータベースに収集され、記憶され得る。これに関連して、検査領域における屈折率変化プロファイルを再構築するために逆変換アルゴリズムを構築することができ、特定された正体ラベル、そのようなラベルに関連付けられた信頼スコアを出力するように、収集トレーニングデータベースによるトレーニングに基づく分類のためにサンプル識別モデル（例えばニューラルネットワーク）を使用することができる。検査された未識別サンプル媒体に関連するそのようなサンプル正体データ（例えば実施形態によっては正体ラベルおよび／または信頼スコア）は、閲覧のためにユーザに対して表示され得る。
[00725]図５２に、本開示の少なくとも１つの例示の実施形態による、特にトレーニング済みサンプル識別モジュールを使用する、改良型サンプル識別のための干渉縞データ処理の例示のプロセス３４００の例示の動作を含むフローチャートを示す。なお、これらの様々な動作は、ハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェア（例えばコンピュータ実装方法）で具現化された１つまたは複数のコンピューティングデバイスおよび／またはモジュールにより実行され得るプロセスを形成することを理解されたい。実施形態によっては、プロセス３４００は、本明細書に記載されているような１つまたは複数の装置、例えば装置２７００および／または２８００によって実行される。これに関連して、装置は、コンピュータコード化命令が記憶された１つまたは複数のメモリデバイス、および／またはコンピュータコード化命令を実行し、図示されている動作を行うように構成された１つまたは複数のプロセッサ（例えば処理モジュール）を含むかまたはその他の方法により備えて構成され得る。これに加えて、またはこれに代えて、実施形態によっては、プロセス３４００に関連して図示し、説明する動作を実行するためのコンピュータプログラムコードが、例えば、コンピュータプログラム製品の非一過性のコンピュータ可読記憶媒体に関連付けられた１つまたは複数のプロセッサによる実行のため、または他の方法でそのようなコンピュータ可読記憶媒体を使用した実行において、コンピュータプログラム製品の１つまたは複数の非一過性のコンピュータ可読記憶媒体に記憶され得る。
[00726]プロセス３４００はブロック３４０２で開始する。ブロック３４０２で、プロセス３４００は、複数の干渉縞データを収集することを含み、複数の干渉縞データは、複数の既知の正体ラベルに関連付けられる。これに関連して、（例えば既知の正体ラベルに関連付けられた）既知の正体を有するサンプル媒体の干渉縞パターンを生じさせるために、本明細書に記載の装置２７００または２８００などのサンプル検査デバイスが使用され得る。キャプチャされた干渉縞データは、ローカルで記憶され、ならびに／または、データの記憶および／もしくは処理のために有線および／もしくは無線通信ネットワークを介して別のシステム（外部サーバなど）に送信され得る。例えば、実施形態によっては、キャプチャされた干渉縞データは、ユーザによって提供されたサンプル正体データ（例えば既知の正体ラベル）とともに中央データベースサーバに記憶するために、サンプル検査デバイスがアクセス可能な無線通信ネットワーク（例えばインターネット）を介して送信される。このようにして、収集された干渉縞データはそれぞれ、ユーザが正しいことを知っている既知の正体ラベルなどのサンプル正体データに対応する。したがって、このようなデータを１つまたは複数のモデルを、統計的確かさをもってトレーニングする目的で使用することができる。中央データベースサーバは、そのようなデータに基づいて１つもしくは複数のモデルをトレーニングし、ならびに／または、そのようなモデルトレーニングを行うために構成された別のサーバ、デバイスおよび／もしくはシステムなどと通信するようにさらに構成され得る。モデルトレーニングを行うサーバ、デバイスおよび／またはシステムなどは、上記に加えてまたは上記に代えて、サンプル検査デバイスおよび／または関連処理装置、例えば装置２７００および／または２８００による使用のためにトレーニング済みモデルを提供するように構成され得る。なお、収集干渉縞データの数が増加するにつれて、そのようなデータでトレーニングされるモデルは、少ないデータセットでトレーニングするのとは異なり、向上した精度で動作する可能性が高い。
[00727]ブロック３４０４で、プロセス３４００は、トレーニングデータベースに複数の干渉縞データのそれぞれを複数の既知のサンプル正体ラベルとともに記憶することをさらに含む。これに関連して、各干渉縞データおよび／またはそれから導出された（例えば干渉縞データを表す）データは、トレーニングデータベースに、既知の正体ラベルを具現化する追加のデータ値とともに記憶され得る。したがって、トレーニングデータベースに記憶された各データレコードは、関連付けられたサンプル媒体の対応する正しい正体ラベルとともに取り出され得る。実施形態によっては、複数の干渉縞データのそれぞれが、対応する干渉縞パターンを生じさせるために使用された光の対応する波長、および／または、干渉縞パターンの投射とそれに続くキャプチャとが行われたサンプル温度とともにも記憶される。
[00728]ブロック３４０６で、プロセス３４００は、トレーニングデータベースからトレーニング済みサンプル識別モデルをトレーニングすることをさらに含む。これに関連して、トレーニングは、トレーニングデータベース内で表現されているデータにサンプル識別モデルを適合させることを含み得る。なお、このような動作は、トレーニングデータベースをデータの１つまたは複数のサブグループ、例えばトレーニングセットおよび／または１つもしくは複数の検査セットなどに区分化することを含み得ることを理解されたい。したがって、モデルのトレーニングが完了すると、トレーニング済みサンプル識別モデルは、未識別サンプル媒体などの、新たに提供された干渉縞データ、波長、および／または温度について正体ラベルを生成するように構成される。トレーニング済みサンプル識別モデルは、未識別サンプル媒体の識別および／またはその他の方法による分類で使用するために、記憶され、および／またはその他の方法によりサンプル検査デバイスがアクセスすることができるようにされ得る。
[00729]ブロック３４０２からブロック３４０６は、トレーニング済みサンプル識別をトレーニングするためのサブプロセスを具現化することを理解されたい。したがって、このようなブロックは単独で、またはプロセス３４００に関連して図示し、説明している他のブロックとともに実行され得る。
[00730]ブロック３４０８で、プロセス３４００は、未識別サンプル媒体のサンプル干渉縞データを受け取ることをさらに含み、サンプル干渉縞データは特定可能な波長に関連付けられている。一部のそのような実施形態では、干渉縞データは例えば導波路および／またはその他のサンプル検査デバイスを介して、特定可能な波長の光によって生じさせた干渉縞パターンのキャプチャされた表現を具現化する。実施形態によっては、特定可能な波長は、本明細書に記載のように、光源および／または１つもしくは複数の関連コンポーネント（例えば、光源を制御するように構成されたプロセッサおよび／または関連モジュール）との通信に基づいて特定可能であり得る。上述のように、一部のそのような実施形態では、干渉縞データは投射干渉縞パターンに関連する１つまたは複数の撮像コンポーネントによってキャプチャされる。これに加えて、またはこれに代えて、実施形態によっては、干渉縞データは別の関連付けられたシステムから受け取られ、ならびに／または、ローカルおよび／もしくはリモートのメモリデバイス上で具現化されたデータベースからロードなどされる。実施形態によっては、干渉縞データは、同様に、干渉縞データのキャプチャ時に導波路および／または未識別サンプル媒体の動作温度と関連付けられる。
[00731]ブロック３４１０で、プロセス３４００は、少なくともサンプル干渉縞データをトレーニング済みサンプル識別モデルに供給することをさらに含む。ブロック３４１２で、プロセス３４００は、トレーニング済みサンプル識別モデルから未識別サンプル媒体に関連するサンプル正体データを受け取ることをさらに含む。これに関連して、トレーニング済みサンプル識別モデルは、サンプル干渉縞データの処理に基づいてサンプル正体データを生成するように構成される。これに関連して、トレーニング済みサンプル識別モデルは、データで具現化された様々な特徴を分析し、未識別サンプルのものである可能性が最も高い、サンプル正体データおよび／またはそれに関連する統計情報を判断し得ることを理解されたい。例えば、少なくとも１つの例示の実施形態では、トレーニング済みサンプル識別モデルは、未識別サンプル媒体の最も可能性の高い（例えば、最も高い統計的確率に関連付けられた）分類のサンプル正体ラベルを含むサンプル正体データを生成および／またはその他の方法で出力する。少なくとも１つの例示の実施形態では、トレーニング済みサンプル識別モデルは、未識別サンプル媒体が１つまたは複数のサンプル正体ラベルに対応する可能性を表す統計的サンプル正体データを生成および／またはその他の方法で出力する。例えば、ウイルス分類の状況では、統計的サンプル正体データは、ウイルスサンプルが、対応する干渉縞データに基づいて、一般的な風邪のウイルスではなくインフルエンザウイルスである第１の可能性を含み得る。なお、実施形態によっては、トレーニング済みサンプル識別モデルには、サンプル干渉縞データと追加のデータ、例えば本明細書に記載のような動作温度データが供給されることを理解されたい。少なくとも１つの例示の実施形態では、トレーニング済みサンプル識別モデルは深層ニューラルネットワークを含む。例示の実施形態によっては、トレーニング済みサンプル識別モデルは畳み込みニューラルネットワークを含む。
[00732]図５３に、本開示の少なくとも１つの例示の実施形態による、改良型サンプル識別のための干渉縞データ処理、特に、少なくとも未識別サンプル媒体の特定可能波長に関連する干渉縞データを受け取るための、例示のプロセス３５００の追加の例示の動作を含むフローチャートを示す。なお、これらの様々な動作は、ハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェア（例えばコンピュータ実装方法）で具現化された１つまたは複数のコンピューティングデバイスおよび／またはモジュールにより実行され得るプロセスを形成することを理解されたい。実施形態によっては、プロセス３５００は、本明細書に記載されているような１つまたは複数の装置、例えば装置２７００および／または２８００によって実行される。これに関連して、装置は、コンピュータコード化命令が記憶された１つまたは複数のメモリデバイス、および／またはコンピュータコード化命令を実行し、図示されている動作を行うように構成された１つまたは複数のプロセッサ（例えば処理モジュール）を含むかまたはその他の方法により備えて構成され得る。これに加えて、またはこれに代えて、実施形態によっては、プロセス３５００に関連して図示し、説明する動作を実行するためのコンピュータプログラムコードが、例えば、コンピュータプログラム製品の非一過性のコンピュータ可読記憶媒体に関連付けられた１つまたは複数のプロセッサによる実行のため、または他の方法でそのようなコンピュータ可読記憶媒体を使用した実行において、コンピュータプログラム製品の１つまたは複数の非一過性のコンピュータ可読記憶媒体に記憶され得る。
[00733]図のように、プロセス３５００はブロック３５０２で開始する。実施形態によっては、プロセスは、本明細書に記載のプロセス３４００のブロック３４０６の後など、別のプロセスの１つまたは複数の動作の後に開始する。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの実施形態では、フローは、プロセス３５００に関連して示されているプロセスの完了時に、プロセス３４００などの別のプロセスの１つまたは複数の動作に戻る。例えば、図のように、実施形態によっては、フローは、ブロック３５０４の完了時にブロック３４１０に戻る。
[00734]図のように、プロセス３５００はブロック３５０２で開始する。ブロック３５０２で、プロセス３５００は特定可能な波長の投射光を発生するように光源をトリガすることを含み、投射光はサンプル干渉縞パターンに関連付けられる。これに関連して、サンプル干渉縞パターンは、未識別サンプルに関連付けられる。実施形態によっては、光源は、光源に特定可能波長の光を発生させるように、駆動電流または駆動電圧に基づいてトリガされる。実施形態によっては、投射光は、投射光からサンプル干渉縞パターンを生じさせるように、１つまたは複数の光学コンポーネント、例えば導波路またはその他のサンプル検査デバイスのコンポーネントを介して操作される。実施形態によっては、本明細書に記載のような検知装置のプロセッサおよび／または関連モジュールが、適切な特定可能波長に対して光源のトリガを生じさせるための１つまたは複数の信号を発生するように構成される。
[00735]ブロック３５０４で、プロセス３５００は、撮像コンポーネントを使用して、特定可能波長に関連するサンプル干渉縞パターンを表すサンプル干渉縞データをキャプチャすることを含む。これに関連して、サンプル干渉縞パターンは、キャプチャされたデータが特定可能波長に対応する特定の干渉パターンを表すように、特定可能波長に依存する。実施形態によっては、撮像コンポーネントは、例えば本明細書に記載のような、サンプル検査デバイスおよび／または導波路などに含まれ、および／またはその他の方法により関連付けられる。これに関連して、撮像コンポーネントは、例えば本明細書に記載のような、１つまたは複数のプロセッサおよび／またはそれに関連付けられた関連モジュールによってトリガされ得る。キャプチャされたサンプル干渉縞データは、その後、未識別サンプルの識別および／またはその他による分類を目的として、トレーニング済みサンプル識別モジュールに入力され得る。
[00736]図５４に、本開示の少なくとも１つの例示の実施形態による、改良型サンプル識別のため、特に、少なくともサンプル干渉縞データと動作温度とに基づいてサンプル正体データを生成するための、例示のプロセス３６００の追加の例示の動作を含むフローチャートを示す。なお、これらの様々な動作は、ハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェア（例えばコンピュータ実装方法）で具現化された１つまたは複数のコンピューティングデバイスおよび／またはモジュールにより実行され得るプロセスを形成することを理解されたい。実施形態によっては、プロセス３６００は、本明細書に記載されているような１つまたは複数の装置、例えば装置２７００および／または２８００によって実行される。これに関連して、装置は、コンピュータコード化命令が記憶された１つまたは複数のメモリデバイス、および／またはコンピュータコード化命令を実行し、図示されている動作を行うように構成された１つまたは複数のプロセッサ（例えば処理モジュール）を含むかまたはその他の方法により備えて構成され得る。これに加えて、またはこれに代えて、実施形態によっては、プロセス３６００に関連して図示し、説明する動作を実行するためのコンピュータプログラムコードが、例えば、コンピュータプログラム製品の非一過性のコンピュータ可読記憶媒体に関連付けられた１つまたは複数のプロセッサによる実行のため、または他の方法でそのようなコンピュータ可読記憶媒体を使用した実行において、コンピュータプログラム製品の１つまたは複数の非一過性のコンピュータ可読記憶媒体に記憶され得る。
[00737]図のように、プロセス３６００はブロック３６０２で開始する。実施形態によっては、プロセスは、本明細書に記載のようなプロセス３４００のブロック３４０８などの別のプロセスの１つまたは複数の動作の後に開始する。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの実施形態では、フローは、プロセス３６００に関連して示されているプロセスが完了時に、プロセス３４００などの別のプロセスの１つまたは複数の動作に戻る。例えば、図のように、実施形態によっては、フローは、ブロック３６０４が完了するとブロック３４１２に戻る。
[00738]図のように、プロセス３６００はブロック３６０２で開始する。ブロック３６０２で、プロセス３６００は、サンプル環境に関連する動作温度を特定することを含む。実施形態によっては、サンプル環境は、検査のために（例えば識別の目的のため）未識別サンプル媒体が配置され、および／またはそこを通って光が投射される、画定されたサンプルチャネルを含む。実施形態によっては、１つまたは複数の温度監視ハードウェアデバイスなどの温度監視デバイスを使用して動作温度が監視され、および／またはその他の方法により特定される。なお、未識別サンプル媒体の検査時に、サンプル環境に関連する、および／またはその他によりサンプル媒体に関連する動作温度を特定するために、このような温度監視デバイスから動作温度が読み取られ得ることを理解されたい。他の実施形態では、動作温度は事前に特定される。さらに他の実施形態では、サンプル環境は、装置２７００または２８００などの、サンプル検査デバイス、導波路、および／または関連装置などの全体に関連する動作温度を含み得る。なお、実施形態によっては、本明細書に記載のようにサンプル媒体を検査するための動作温度の監視および／またはその他による制御のために、サンプル検査デバイス、および／または導波路などに関連付けられた温度センサが使用されてもよいことを理解されたい。
[00739]ブロック３６０４で、プロセス３６００は、動作温度とサンプル干渉縞データとをトレーニング済みサンプル識別モデルに供給することをさらに含み、動作温度とサンプル干渉縞データとに応答してサンプル正体データが受け取られる。これに関連して、トレーニング済みサンプル識別モデルは、このような入力データに基づいて未識別サンプルのサンプル正体データを生成および／またはその他により出力するように構成され得る。したがって、トレーニング済みサンプル識別モデルは、サンプル環境の動作温度の変化に関連する干渉縞パターンのシフトを考慮に入れながら、個々の未識別サンプル媒体のサンプル正体ラベルおよび／またはそれに関連する統計情報を正確に出力するように構成される。他の実施形態では、本明細書に記載のように、トレーニング済みサンプル識別モデルは、サンプル干渉縞データなどに関連する波長などの、１つまたは複数の追加の入力データ要素をさらに受け取るようにトレーニングされ得る。
[00740]２モード導波路干渉計センサは、高い感度と低い製造プロセス要件という利点を有する場合があり、２モード干渉計センサを大量生産するためにシリコンウエハ加工を実施することができる。しかし、２モード干渉計センサに基づく多くの２モード干渉計干渉縞分析には限界がある場合がある。例えば、干渉縞シフト比に基づく２モード干渉計干渉縞分析は、正確な結果をもたらすことができない。
[00741]本開示の様々な実施形態によると、追加の特徴抽出を含み得る強化型２モード導波路干渉計干渉縞パターン分析プロセスが提供され得る。例えば、干渉縞パターンの２辺でサンプリングされた振幅比を計算する代わりに、強化型分析プロセスは、パターン振幅（和）、パターン中心シフト量（平均）、パターン分布幅（標準偏差）、パターンプロファイル非対称性（歪度）、および／またはパターン分布外れ値（尖度）を抽出するために統計量を使用し得る。強化型分析プロセスは、検査サンプル媒体と参照媒体との間の詳細な差を検出することによって、２モード干渉計感度を向上させ得る。
[00742]次に図５５を参照すると、例示の基礎構造５５００を示す例示の図が示されている。
[00743]図５５に示す実施例では、光源５５０１がサンプル検査デバイス５５０３に光を供給し得る。実施形態によっては、光源５５０１は、光の生成、発生および／または放射を生成、発生、放射および／またはトリガするように構成され得る。例示の光源５５０１は、レーザダイオード（例えば、紫色レーザダイオード、可視レーザダイオード、端面発光レーザダイオード、および／または表面発光レーザダイオードなど）を含み得るがこれには限定されない。実施形態によっては、光源５５０１は、所定閾値内のスペクトル純度を有する光を発生するように構成され得る。例えば、光源５５０１は、単一周波数レーザビームを発生し得るレーザダイオードを含み得る。これに加えて、またはこれに代えて、光源５５０１は、スペクトル純度の変化を有する光を発生するように構成され得る。例えば、光源５５０１は、波長可変レーザビームを発生し得るレーザダイオードを含み得る。実施例によっては、光源５５０１は、広域光学スペクトルを有する光を発生するように構成され得る。
[00744]実施形態によっては、サンプル検査デバイス５５０３は導波路（例えば２モード導波路）を含み得る。サンプル検査デバイス５５０３を光が進行すると、本明細書に記載のようにサンプル検査デバイス５５０３の出力端で干渉縞パターンが生じ得る。図５５に示す実施例では、干渉縞データを生成するために干渉縞パターンの画像５５０７を直接キャプチャするように、サンプル検査デバイス５５０３の出力端に面撮像コンポーネント５５０５が配置され得る。
[00745]本開示の様々な実施例によると、１つまたは複数の統計量を取得するために統計的プロセスを使用して干渉縞データと干渉縞パターンとが分析され得る。例示の統計量は、干渉縞データ／干渉縞パターンに関連する和、干渉縞データ／干渉縞パターンに関連する平均、干渉縞データ／干渉縞パターンに関連する標準偏差、干渉縞データ／干渉縞パターンに関連する歪度、および／または干渉縞データ／干渉縞パターンに関連する尖度値を含み得るがこれらには限定されない。未識別サンプル媒体に関連するこれらの統計量を識別済み参照媒体に関連する統計量と比較することによって、未識別サンプル媒体の正体を判断することができ、その結果はより信頼レベルの高い、より高い精度を有し得る。
[00746]図５６、図５７および図５８を参照すると、本開示の実施例に関連する様々な例示の方法が示されている。
[00747]図５６を参照すると、例示のプロセス５６００はブロック５６０２で開始する。
[00748]ブロック５６０４で、プロセス５６００は、識別済み参照媒体の干渉縞データを受け取ることを含み得る。
[00749]実施形態によっては、干渉縞データは、光によって本開示の実施形態によるサンプル検査デバイス（例えば導波路）を介して生じさせた干渉縞パターンのキャプチャされた表現を具現化する。実施形態によっては、干渉縞データは投射干渉縞パターンに関連する１つまたは複数の撮像コンポーネントによってキャプチャされる。これに加えて、またはこれに代えて、実施形態によっては、干渉縞データは、別の関連システムから受け取られ、ならびに／または、ローカルおよび／もしくはリモートのメモリデバイス上に具現化されたデータベースからロードされるなどされる。
[00750]干渉縞データは、実施形態によっては、本明細書に記載のような１つまたは複数の統計量を導出するために使用され得る。
[00751]ブロック５６０６で、プロセス５６００は、干渉縞データに基づいて複数の統計量を計算することを含み得る。
[00752]実施形態によっては、プロセス５６００は、干渉縞データに関連する和を計算することを含み得る。この和は、パターン分布下面積（例えば、光学効率の結果として受け取られた総エネルギー）を表し得る。
[00753]実施形態によっては、プロセス５６００は、干渉縞データに関連する平均を計算することを含み得る。平均はパターンの中心シフトを表し得る。例えば、平均は、屈折率変化によってもたらされる導波路の２つのモード間の総経路長差を表し得る。
[00754]実施形態によっては、プロセス５６００は、干渉縞データに関連する標準偏差を計算することを含み得る。標準偏差は、サンプル領域にわたる屈折率の変動を含む、パターンの幅を表し得る。
[00755]実施形態によっては、プロセス５６００は、干渉縞データに関連する歪度を計算することを含み得る。歪度は、導波路の２つのモード下での任意の追加のサンプル応答差を含む、パターンの対称度を表し得る。
[00756]実施形態によっては、プロセス５６００は、干渉縞データに関連する尖度値を計算することを含み得る。尖度値は、パターンの形状を表すことができ、サンプル応答の特殊な外れ値（例えば形状が高いかまたは平坦である程度）を特定し得る。
[00757]ブロック５６０８で、プロセス５６００は複数の統計量をデータベースに記憶することを含み得る。
[00758]ブロック５６１０で、プロセス５６００は終了する。
[00759]次に図５７を参照すると、例示のプロセス５７００がブロック５７０１で開始し得る。
[00760]ブロック５７０３で、プロセス５７００は未識別サンプル媒体の干渉縞データを受け取ることを含み得る。
[00761]実施形態によっては、干渉縞データは光によって、本開示の実施形態によるサンプル検査デバイス（例えば導波路）を介して生じさせた干渉縞パターンのキャプチャされた表現を具現化する。実施形態によっては、干渉縞データは、投射干渉縞パターンに関連する１つまたは複数の撮像コンポーネントによってキャプチャされる。これに加えて、またはこれに代えて、実施形態によっては、干渉縞データは、別の関連システムから受け取られ、ならびに／または、ローカルおよび／もしくはリモートのメモリデバイス上に具現化されたデータベースからロードされるなどされる。
[00762]ブロック５７０５で、プロセス５７００は干渉縞データに基づいて少なくとも１つの統計量を計算することを含み得る。
[00763]実施形態によっては、プロセス５７００は、干渉縞データに関連する和を計算することを含み得る。この和は、パターン分布下面積（例えば、光学効率の結果として受け取られた総エネルギー）を表し得る。
[00764]実施形態によっては、プロセス５７００は、干渉縞データに関連する平均を計算することを含み得る。平均はパターンの中心シフトを表し得る。例えば、平均は、屈折率変化によってもたらされる導波路の２つのモード間の総経路長差を表し得る。
[00765]実施形態によっては、プロセス５７００は、干渉縞データに関連する標準偏差を計算することを含み得る。標準偏差は、サンプル領域にわたる屈折率の変動を含む、パターンの幅を表し得る。
[00766]実施形態によっては、プロセス５７００は、干渉縞データに関連する歪度を計算することを含み得る。歪度は、導波路の２つのモード下での任意の追加のサンプル応答差を含む、パターンの対称度を表し得る。
[00767]実施形態によっては、プロセス５７００は、干渉縞データに関連する尖度値を計算することを含み得る。尖度値は、パターンの形状を表すことができ、サンプル応答の特殊な外れ値（例えば形状が高いかまたは平坦である程度）を特定し得る。
[00768]ブロック５７０７で、プロセス５７００は、少なくとも１つの統計量を１つまたは複数の識別済み媒体に関連する１つまたは複数の統計量と比較することを含み得る。
[00769]例えば、プロセス５７００は、未識別サンプル媒体の干渉縞データに関連する和を、それぞれが識別済み参照媒体の干渉縞データに関連する１つまたは複数の和と比較することと、１つまたは複数の差を計算することとを含み得る。プロセス５７００は、差のそれぞれが閾値を満たすか否かを判断することを含み得、その詳細については少なくとも図５８に関連して説明する。
[00770]上記に加えて、または上記に代えて、プロセス５７００は、未識別サンプル媒体の干渉縞データに関連する平均を、それぞれが識別済み参照媒体の干渉縞データに関連する１つまたは複数の平均と比較することと、１つまたは複数の差を計算することとを含み得る。プロセス５７００は、差のそれぞれが閾値を満たすか否かを判断することを含み得、その詳細については少なくとも図５８に関連して説明する。
[00771]上記に加えて、または上記に代えて、プロセス５７００は、未識別サンプル媒体の干渉縞データに関連する標準偏差を、それぞれが識別済み参照媒体の干渉縞データに関連する１つまたは複数の標準偏差と比較することと、１つまたは複数の差を計算することとを含み得る。プロセス５７００は、差のそれぞれが閾値を満たすか否かを判断することを含み得、その詳細については少なくとも図５８に関連して説明する。
[00772]上記に加えて、または上記に代えて、プロセス５７００は、未識別サンプル媒体の干渉縞データに関連する歪度を、それぞれが識別済み参照媒体の干渉縞データに関連する１つまたは複数の歪度と比較することと、１つまたは複数の差を計算することとを含み得る。プロセス５７００は、差のそれぞれが閾値を満たすか否かを判断することを含み得、その詳細については少なくとも図５８に関連して説明する。
[00773]上記に加えて、または上記に代えて、プロセス５７００は、未識別サンプル媒体の干渉縞データに関連する尖度値を、それぞれが識別済み参照媒体の干渉縞データに関連する１つまたは複数の尖度値と比較することと、１つまたは複数の差を計算することとを含み得る。プロセス５７００は、差のそれぞれが閾値を満たすか否かを判断することを含み得、その詳細については図５８に関連して説明する。
[00774]上記に加えて、または上記に代えて、他の統計量も使用され得る。
[00775]ブロック５７０９で、プロセス５７００は、上記少なくとも１つの統計量と上記１つまたは複数の統計量に基づいてサンプル正体データを判断することを含み得る。
[00776]実施形態によっては、サンプル正体データは未識別サンプル媒体の正体（例えばサンプル媒体中のウイルスの種類）を提供し得る。実施形態によっては、サンプル正体データは、未識別サンプル媒体の干渉縞データに関連する統計量と、それぞれが識別済み参照媒体の干渉縞データに関連する１つまたは複数の統計量との差値に基づいて判断されることができ、その詳細については少なくとも図５８を参照しながら説明する。
[00777]ブロック５７１１でプロセス５７００は終了する。
[00778]図５８を参照すると、例示のプロセス５８００がブロック５８０２で開始し得る。
[00779]ブロック５８０４で、プロセス５８００は、上記少なくとも１つの統計量と上記１つまたは複数の統計量との差が閾値を満たすか否かを判断することを含み得る。
[00780]例えば、プロセス５８００は、未識別サンプル媒体に関連する和と識別済みサンプル媒体に関連する和との差が閾値を満たすか否かを判断することを含み得る。例えば、閾値はシステムの許容誤差に基づく所定の値であってよく、差が閾値未満である場合に差は閾値を満たす。
[00781]上記に加えて、または上記に代えて、プロセス５８００は、未識別サンプル媒体に関連する平均と識別済み参照媒体に関連する平均との差が閾値を満たすか否かを判断することを含み得る。例えば、閾値は、システムの許容誤差に基づく所定の値であってよく、差が閾値未満である場合に差は閾値を満たす。
[00782]上記に加えて、または上記に代えて、プロセス５８００は、未識別サンプル媒体に関連する標準偏差と識別済み参照媒体に関連する標準偏差との差が閾値を満たすか否かを判断することを含み得る。例えば、閾値は、システムの許容誤差に基づく所定の値であってよく、差が閾値未満である場合に差は閾値を満たす。
[00783]上記に加えて、または上記に代えて、プロセス５８００は、未識別サンプル媒体に関連する歪度と識別済み参照媒体に関連する歪度との差が閾値を満たすか否かを判断することを含み得る。例えば、閾値は、システムの許容誤差に基づく所定の値であってよく、差が閾値未満である場合に差は閾値を満たす。
[00784]上記に加えて、または上記に代えて、プロセス５８００は、未識別サンプル媒体に関連する尖度値と識別済み参照媒体に関連する尖度値との差が閾値を満たすか否かを判断することを含み得る。例えば、閾値は、システムの許容誤差に基づく所定の値であってよく、差が閾値未満である場合に差は閾値を満たす。
[00785]上記に加えて、または上記に代えて、他の統計量も使用され得る。
[00786]ブロック５８０６で、プロセス５８００は、上記少なくとも１つの統計量と上記１つまたは複数の統計量との差が閾値を満たすとの判断に応答して、１つまたは複数の統計量に関連する識別済み参照媒体の正体データに基づいてサンプル正体データを判断することを含み得る。
[00787]例えば、未識別サンプル媒体の和と参照媒体Ａの和との差がそれに対応する閾値を満たす場合、プロセス５８００は、未識別サンプル媒体が参照媒体Ａに関連付けられる（例えば、未識別サンプル媒体が参照媒体Ａと同じ種類のウイルスを有する）と判断することを含み得る。
[00788]上記に加えて、または上記に代えて、未識別サンプル媒体の平均と参照媒体Ａの平均との差がそれに対応する閾値を満たす場合、プロセス５８００は未識別サンプル媒体が参照媒体Ａに関連付けられる（例えば、未識別サンプル媒体が参照媒体Ａと同じ種類のウイルスを有する）と判断することを含み得る。
[00789]上記に加えて、または上記に代えて、未識別サンプル媒体の標準偏差と参照媒体Ａの標準偏差との差がそれに対応する閾値を満たす場合、プロセス５８００は未識別サンプル媒体が参照媒体Ａに関連付けられる（例えば未識別サンプル媒体が参照媒体Ａと同じ種類のウイルスを有する）と判断することを含み得る。
[00790]上記に加えて、または上記に代えて、未識別サンプル媒体の歪度と参照媒体Ａの歪度との差がそれに対応する閾値を満たす場合、プロセス５８００は未識別サンプル媒体が参照媒体Ａに関連付けられる（例えば未識別サンプル媒体が参照媒体Ａと同じ種類のウイルスを有する）と判断することを含み得る。
[00791]上記に加えて、または上記に代えて、未識別サンプル媒体の尖度値と参照媒体Ａの尖度値との差がそれに対応する閾値を満たす場合、プロセス５８００は未識別サンプル媒体が参照媒体Ａに関連付けられる（例えば未識別サンプル媒体が参照媒体Ａと同じ種類のウイルスを有する）と判断することを含み得る。
[00792]実施形態によっては、プロセス５８００は、複数の差がそれに対応する閾値を満たすと判断することを含み得る。そのような実施例では、プロセス５８００は、閾値を満たす最大数の統計量に関連する参照媒体に基づいて正体データを判断し得る。例えば、未識別サンプル媒体の統計量と参照媒体Ａの統計量との差のうちの３つの差がそれぞれの対応する閾値を満たし、一方、未識別サンプル媒体の統計量と参照媒体Ｂの統計量との差のうちの４つの差がそれぞれの対応する閾値を満たす場合、プロセス５８００は未識別サンプル媒体が参照媒体Ｂに関連付けられると判断してよい。
[00793]ブロック５８０８でプロセス５８００は終了する。
[00794]本開示の範囲は上記の説明には限定されないことに留意されたい。本開示の一部の実施形態では、様々な図面中の機構が置き換えられ、および／または組み合わされてもよい。例えば、図５５から図５８に関連して説明している統計量は、図４７から図５４に関連して上述した例示のプロセスと組み合わせて使用され得る。一例として、統計量は、図５２に関連して上述したサンプル識別モデルをトレーニングするために使用され得る。
[00795]流体ウイルス検出は、複雑な操作（実験室検査など）を必要とするか、または遅い応答時間または限られた感度（紙面上の検査など）の問題がある場合がある。簡素、迅速で正確な臨床または公共利用流体ウイルスセンサが必要である。
[00796]本開示の様々な実施形態によると、汎用流体ウイルスセンサが提供される。汎用流体ウイルスセンサは、免疫学的検定に基づいて流体屈折率変化を光学的に検知し得る。使い捨て・再使用可能センサカートリッジを備えた小型装置が数分で結果を報告することができる。
[00797]図５９を参照すると、例示のセンサカートリッジ５９００の例示の分解図が示されている。図５９に示す実施例では、例示のセンサカートリッジ５９００は、カバー層５９０１と、導波路５９０３と、基板層５９０５とを含み得る。
[00798]本明細書に記載の様々な実施例と同様に、導波路５９０３は第１の面上にサンプル開口部５９０７を含み得る。本明細書に記載の様々なサンプル開口部と同様に、サンプル開口部５９０７はサンプル媒体を受け入れるように構成され得る。
[00799]本明細書に記載の様々な実施例と同様に、カバー層５９０１は導波路５９０３に結合され得る。実施例によっては、カバー層５９０１と導波路５９０３との結合は、少なくとも１つの摺動機構を介して実装され得る。例えば、カバー層５９０１の断面は「ｎ」字に似た形状であり得る。カバー層５９０１の各脚部の内面に摺動ガードが装着され、対応するレールタックが導波路５９０３の１つまたは複数の側面に装着され得る。したがって、カバー層５９０１は、摺動ガードとレールタックとによって画定される第１の位置と第２の位置との間で摺動することができ、その詳細を図６０Ａ、図６０Ｂ、図６１Ａおよび図６１Ｂに示す。
[00800]図５９に戻って参照すると、導波路５９０３は基板層５９０５に確実に固定され得る。例えば、導波路５９０３は、入射窓５９０９と出射窓５９１１とを含み得る。入射窓５９０９と出射窓５９１１のそれぞれは、基板層５９０５の表面から突出するリブの形態をしている。導波路５９０３は入射窓５９０９と出射窓５９１１との間にスナップ嵌めされることができ、光が入射窓５９０９を通って導波路５９０３に入射し、出射窓５９１１から出射する。したがって、入射窓５９０９と出射窓５９１１とはそれぞれ、光が進行する光学的に透明な経路を提供し得る。
[00801]実施形態によっては、基板層５９０５は温度検知および制御のための熱伝導性材料を含み得る。例えば、基板層５９０５はガラス材を含み得る。これに加えて、またはこれに代えて、基板層５９０５は他の材料を含み得る。
[00802]実施形態によっては、例示のセンサカートリッジ５９００は、１．３インチ（３．３０２センチメートル）の長さと、０．４インチ（１．０１６センチメートル）の幅と、０．１インチ（０．２５４センチメートル）の高さを有し得る。実施形態によっては、例示のセンサカートリッジ５９００のサイズは他の値であってもよい。
[00803]次に図６０Ａおよび図６０Ｂを参照すると、例示のセンサカートリッジ６０００の例示の図が示されている。具体的には、例示のセンサカートリッジ６０００は、上述のものと類似したカバー層６００６と、導波路６００４と、基板層６００２とを含む。
[00804]図６０Ａおよび図６０Ｂに示す実施例では、カバー層６００６は第１の位置（例えば「開位置」）にある。図のように、カバー層６００６が第１の位置にあるとき、カバー層６００６の開口部６００８は導波路６００４の開口部６０１０に重なり得る。上述のように、導波路６００４はサンプル媒体中の分子を引きつけるための抗体を含み得、および／または、温度制御のための参照媒体を含み得る。開口部６００８は、緩衝唾液、鼻腔綿棒、および咽喉綿棒などの被検サンプル媒体を受け入れる。
[00805]次に図６１Ａおよび図６１Ｂを参照すると、例示のセンサカートリッジ６１００の例示の図が示されている。具体的には、例示のセンサカートリッジ６１００は、上述のものと類似したカバー層６１０５と、導波路６１０３と、基板層６１０１とを含む。
[00806]図６１Ａおよび６１Ｂに示す実施例では、カバー層６１０５は第２の位置（例えば「閉位置」）にある。図のように、カバー層６１０５が第２の位置にあるとき、カバー層６１０５の開口部６１０７は導波路６１０３の開口部６１０９に重なり得ない。
[00807]実施形態によっては、閉位置の例示のセンサカートリッジ６１００は、詳細が本明細書に記載されている分析器装置のスロットに挿入され得る。
[00808]次に図６２を参照すると例示の図６２００が示されている。具体的には、例示の図６２００は、例示のセンサカートリッジ６２０２と分析器装置６２０４とを示す。例示のセンサカートリッジ６２０２は、本明細書に記載の様々な例示のセンサカートリッジと類似し得る。
[00809]分析器装置６２０４は、センサカートリッジ６２０２を分析器装置６２０４に（例えばスナップ嵌め機構によるがこれには限定されない）確実に固定するためのスロットベース６２０６を含み得る。
[00810]実施形態によっては、スロットベース６２０６は、温度検知機能を与える熱パッドを含み得る（例えば、熱パッドは内部に埋め込まれた１つまたは複数の温度センサを含み得る）。熱パッドは、サンプル屈折率の測定精度を保証するためにセンサカートリッジ６２０２の温度を監視および制御し得る。
[00811]実施形態によっては、分析器装置６２０４はスロットベース６２０６の面に対して垂直配置である１つまたは複数の光学窓（例えば光学窓６２０８）を含み得る。センサカートリッジ６２０２がスロットベース６２０６に挿入されると、分析器装置６２０４が例示のセンサカートリッジ６２０２に光を供給し得るように光学窓（例えば光学窓６２０８）が例示のセンサカートリッジ６２０２の入射窓と位置合わせされることができ、および／または、分析器装置６２０４が干渉縞パターンを受光し得るように別の光学窓（例えば光学窓６２０８）が例示のセンサカートリッジ６２０２の出射窓に位置合わせされ得る。
[00812]図６２に示す実施例では、分析器装置６２０４は、光検出結果を示し得る、表面に配置された光表示器６２１０を含み得る。例えば、光表示器６２１０は、分析器装置６２０４の準備が整っているか否か、分析器装置６２０４が使用中であるか否か、ウイルスが特定されたか否か、および／またはエラーがあるか否かなどに基づいて、その色および／または閃光を調整し得る。
[00813]実施形態によっては、分析器装置６２０４は中に配置された複数の回路を含み得る。例えば、分析器装置６２０４は、干渉縞パターンを分析するための処理回路を含み得る。分析器装置６２０４は、有線手段または無線手段（Ｗｉ−Ｆｉおよび／またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈなど）を介して分析データを他のデバイス（携帯電話またはタブレットなど）に送信するための通信回路を含み得る。実施形態によっては、回路は無線充電に適した１つまたは複数のバッテリによって電力供給され得る。
[00814]実施形態によっては、分析器装置６２０４は気密であるように密封され得る。具体的には、センサカートリッジ６２０２と分析器装置６２０４との間の光学窓を介した光インターフェースにより有線接続の必要を低減することができるとともに、殺菌が容易なように分析器装置６２０４が密封されることを可能にする。
[00815]実施形態によっては、分析器装置６２０４は、分析器装置６２０４の表面を殺菌するための内蔵内部反射自動ＵＶ殺菌器を含み得る。例えば、ＵＶ殺菌器は分析器装置６２０４内に配置され得る。上述のように、分析器装置６２０４は無線データ通信可能であり、したがってタッチレス操作を実現し、汚染のリスクを低減し得る。
[00816]次に図６３Ａ、図６３Ｂおよび図６３Ｃを参照すると、分析器装置６３０３に挿入された例示のセンサカートリッジ６３０１の例示の図が示されている。具体的には、図６３Ａは例示の透視図を示し、図６３Ｂは例示の上面図を示し、図６３Ｃは例示の側面図を示す。
[00817]実施形態によっては、分析器装置６３０３は８０ミリメートルの長さと、４０ミリメートルの幅と、１０ミリメートルの高さとを有し得る。実施形態によっては、分析器装置６３０３のサイズは他の値であってもよい。
[00818]本開示の範囲は上述のものには限定されないことに留意されたい。本開示の一部の実施形態では、様々な図面中の機構が置き換えられ、および／または組み合わされてもよい。例えば、図１０から図１３に示すような摺動カバーを含むサンプル検査デバイスに関連付けられた様々な機構（例えば摺動機構）が、上述の例示のセンサカートリッジにおいて実装されてもよい。
[00819]組み込み空中浮遊ウイルス検出は現場で早期警告を提供することができる。例えば、組み込み空中浮遊ウイルス検出システムをＨＶＡＣシステムまたはＡＣユニットに組み込むことができる。しかし、空気中のウイルスの濃度レベルが低い場合があるために空中浮遊ウイルス検出には技術的な難題が存在し、高いウイルス検出感度での高いエアロゾル採集効率が必要であるために、空中浮遊ウイルスを検出するためのポイントオブケアデバイスの適用に限界がある場合がある。したがって、リアルタイムのウイルス検出機能を提供するコンパクトなエアロゾルウイルス検出デバイスが必要である。
[00820]静電捕集器エアロゾルサンプル採集器の中には、高電圧電極と、グリッド接地と、液体コレクタとを含むものがある。そのようなサンプル採集器は、グリッド接地の必要性のために実装が限定される場合がある。本開示の様々な実施形態において、組み込みセンサは、上述の電気捕集器における接地グリッドの必要をなくすために、静電捕集器の一部として機能するように導波路を使用することができる。例えば導波路の金属製の上部は、採取効率を最大限にするために液体コレクタおよび／または流体系なしでエアロゾル粒子を直接採取し得る。
[00821]導波路干渉計の中には、不透明酸化膜によって被覆された非窓領域を備えた非導電性誘電体上面を有し得るものがあり、サンプル媒体は導波路干渉計の上部に付加された流体系によって送り込むことができる。本開示の様々な実施形態では、組み込み静電捕集器導波路が、追加の加工の必要なしに上面に非窓領域遮蔽のための金属層を含み得る。金属層は、システム接地に接続可能であり、静電捕集器接地の役割を果たす。エアロゾルサンプルは、特別な空気−液体界面なしに検知面に直接付着させることができ、それにより採取効率損失を最小限にするとともに検出精度を向上させる。
[00822]したがって、本開示の様々な実施形態におけるサンプル検査デバイスの直接インターフェース設計は、単一のラボオンチップ構造上で生物エアロゾル粒子採取、生化学ウイルス結合、およびウイルス検出を可能にし得る。サンプル検査デバイスのエアフロートンネルは、導波路の上面の正電極と金属層（接地グリッド層とも呼ぶ）とによって形成される電界を生じさせ得る。静電捕集により、空中浮遊生物エアロゾルを導波路の上面に追い込むことができる。導波路上の事前塗布抗体が特定のウイルス粒子を結合し、固定化することができ、導波路が屈折率変化に基づいてウイルスを検出し得る。
[00823]本開示の様々な実施形態によると、例示のサンプル検査デバイスが導波路（例えば２モード導波路干渉計センサ）とサンプル採集器コンポーネント（例えば静電エアロゾルサンプル採集器）とを含み得る。サンプル採集器コンポーネントは、空中浮遊ウイルスを導波路の表面に結合し得る静電フロートンネルを提供し得る。実施形態によっては、サンプル採集器コンポーネントは生物エアロゾルのコンパクトなフィールド採取を可能にし得る。実施形態によっては、導波路は、空中浮遊ウイルスに起因して生じ得る屈折率変化に基づいてウイルスを検出するためのラボオンチップ構造を提供し得る。
[00824]次に図６４Ａ、図６４Ｂおよび図６４Ｃを参照すると、例示のサンプル検査デバイス６４００が示されている。
[00825]図６４Ａおよび図６４Ｂに示すように、例示のサンプル検査デバイス６４００は、導波路６４０１とサンプル採集器コンポーネント６４０３とを含み得る。
[00826]実施形態によっては、サンプル採集器コンポーネント６４０３は、導波路６４０１の上面に配置され得る。実施形態によっては、化学的手段（例えばグルーなどの接着剤）、機械的手段（例えば、１つもしくは複数の機械的締め具、または、はんだ、スナップ嵌め、永久的および／もしくは非永久的締め具などの方法）、および／または適切な手段を含むがこれらには限定されない１つまたは複数の締付け機構および／または取り付け機構を介して導波路６４０１の上面に配置され得る。
[00827]図６４Ａに示す実施例では、サンプル採集器コンポーネント６４０３の断面は上下逆の英語アルファベットの「Ｕ」字に似た形状とし得る。したがって、サンプル採集器コンポーネント６４０３は、空気が流れることができるフロートンネル６４０７を提供し得る。実施形態によっては、フロートンネルは、静電フロートンネルとすることができる。次に図６５Ａおよび図６５Ｂを参照すると、例示のサンプル検査デバイス６５００の例示の図が示されている。
[00828]図６５Ａは、例示のサンプル検査デバイス６５００の幅に沿った、例示のサンプル検査デバイス６５００の例示の断面図を示す。例示のサンプル検査デバイス６５００は、導波路６５０３の上面に配置されたサンプル採集器コンポーネント６５０１を含み得る。図６５Ａに示す実施例では、例示のサンプル採集器コンポーネント６５０１はアノード素子６５０５を含み得る。実施形態によっては、アノード素子６５０５は正に荷電され得る電極の形態をとり得る。実施形態によっては、導波路６５０３の上面が、接地に接続される層を含み得る。したがって、アノード素子６５０５と導波路６５０３の上面とが、フロートンネル内に電界を生じさせ得る。
[00829]次に、図６５Ｂを参照すると、図６５Ｂは、例示のサンプル検査デバイス６５００の長さに沿った、例示のサンプル検査デバイス６５００の別の例示の断面を示す。フロートンネルを（例えば矢印で示されている方向に）空気が流れると、アノード素子６５０５と導波路６５０３の上面とによって生じさせられた電界が、フロートンネル内のエアロゾルを導波路６５０３の上面に引きつけさせるかまたは結合させ得る。
[00830]図６４Ａおよび図６４Ｂに戻って参照すると、サンプル採集器コンポーネント６４０３は、上述のアノード素子６５０５と類似したアノード素子６４０５を含み得る。例えば、アノード素子６４０５と導波路６４０１の上面とがサンプル採集器コンポーネント６４０３のフロートンネル６４０７内に電界を生じさせることができ、フロートンネル６４０７内のエアロゾルが導波路６４０１の上面に引きつけられるかまたは結合され得る。
[00831]実施形態によっては、アノード素子６４０５はサンプル採集器コンポーネント６４０３内に埋め込まれ得る。例えば、アノード素子６４０５はサンプル採集器コンポーネント６４０３の中央部に埋め込まれ得る。実施形態によっては、アノード素子６４０５はフロートンネル６４０７内の空気と接触し得る。
[00832]次に図６４Ｃを参照すると、例示のサンプル検査デバイス６４００の分解図が示されている。具体的には、図６４Ｃは導波路６４０１に関連する様々な層を示している。
[00833]例えば、導波路６４０１はシリコン基板層６４１１を含み得る。導波路６４０１は、シリコン基板層６４１１の上に配置されたＳｉＯ２クラッド層６４１３を含み得る。導波路６４０１は、ＳｉＯ２クラッド層６４１３の上に配置されたＳｉ３Ｎ４導波路コア層６４１５（１つまたは複数の導波路部材を提供し得る）を含み得る。導波路６４０１は、Ｓｉ３Ｎ４導波路コア層６４１５の上に配置されたＳｉＯ２平面層６４１７を含み得る。導波路６４０１は、ＳｉＯ２平面層６４１７の上に配置された（迷光を遮蔽し得る）ポリＳｉ遮光層６４１９を含み得る。導波路６４０１は、ポリＳｉ遮光層６４１９の上に配置されたＳｉＯ２クラッド窓層６４２１を含み得る。導波路６４０１は、ＳｉＯ２クラッド窓層６４２１の上に配置されたアルミニウムグリッド層６４２３（接地に接続可能）を含み得る。
[00834]航空機の乗客を空中浮遊ウイルス（例えばＳＡＲＳ−ＣＯＶ−ＩＩであるがこれには限定されない）から保護するように、空中浮遊ウイルス検出のための航空機の客室空気の有効なリアルタイム監視を実現するする必要がある。
[00835]本開示の様々な実施形態によると、空中浮遊生物エアロゾルウイルスセンサが、航空業務に与える影響を最小限にして航空機の客室に配備され得る。実施形態によっては、空中浮遊生物エアロゾルウイルスセンサは、航空機客室の空気中の生物エアロゾルを監視するためにＡＣコンセント（例えば、座席の底部付近のＡＣコンセント）に取り付けることができるプラグインデバイスの形態をとり得る。したがって、リアルタイム監視および制御により飛行安全性を向上させることができる。
[00836]図６６Ａ、図６６Ｂ、図６６Ｃ、および図６６Ｄを参照すると、例示のサンプル検査デバイス６６００が示されている。具体的には、サンプル検査デバイス６６００は上述の空中浮遊生物エアロゾルウイルスセンサを提供し得る。
[00837]次に図６６Ａを参照すると、例示のサンプル検査デバイス６６００は外殻コンポーネント６６０１を含み得る。
[00838]実施形態によっては、外殻コンポーネント６６０１は、サンプル検査デバイス６６００に空気を循環させることを可能にする複数の気流開口部材６６０５を含むことができ、その詳細は本明細書で説明する。
[00839]実施形態によっては、外殻コンポーネント６６０１は、前面に配置された電源コンセント部材６６０７を含み得る。上述のように、サンプル検査デバイス６６００は、ＡＣコンセントに差し込むことができる。電源コンセント部材６６０７は、他のデバイスが電源コンセント部材６６０７に差し込まれると、ＡＣコンセントから当該他のデバイスに電力を伝え得る。
[00840]図６６Ｂを参照すると、例示のサンプル検査デバイス６６００はベースコンポーネント６６０３を含み得る。図のように、外殻コンポーネント６６０１はベースコンポーネント６６０３にしっかりと固定され得る。
[00841]上述のように、例示のサンプル検査デバイス６６００はＡＣコンセントに差し込むことができる。図６６Ｂに示す実施例では、ベースコンポーネント６６０３は電源プラグ部材６６０９を含み得る。電源プラグ部材６６０９がＡＣコンセントに差し込まれると、ＡＣコンセントからサンプル検査デバイス６６００に電気が流れ、サンプル検査デバイス６６００に電力供給し得る。上述のように、外殻コンポーネント６６０１は前面に配置された電源コンセント部材６６０７を含み得る。このような実施例では、例示のサンプル検査デバイス６６００は、電源コンセント部材６６０７に差し込まれる別のデバイスにさらに電気を伝えることができる。
[00842]図６６Ｃを参照すると、例示のサンプル検査デバイス６６００の分解図が示されている。
[00843]実施形態によっては、例示のサンプル検査デバイス６６００は、ベースコンポーネント６６０３の内面に配置された送風機部材６６１１を含み得る。実施形態によっては、送風機部材６６１１は、ファンなどであるがこれには限定されない、気流を生じさせる１つまたは複数の装置を含み得る。実施形態によっては、送風機部材６６１１は外殻コンポーネント６６０１上の気流開口部材６６０５の位置に対応してベースコンポーネント６６０３に位置づけられ得る。そのような実施例では、送風機部材６６１１に電源投入されて動作しているとき、送風機部材６６１１は気流を生じさせることができ、空気が気流開口部材６６０５を通ってサンプル検査デバイス６６００に流入し、サンプル検査デバイス６６００内を通り（その詳細は本明細書で説明する）、開口部を通って（例えば気流開口部材６６０５および／または別の開口部を通って）サンプル検査デバイス６６００から出る。
[00844]次に図６６Ｄを参照すると、ベースコンポーネント６６０３の例示の図が示されている。
[00845]上述のように、送風機部材６６１１は、ベースコンポーネント６６０３の内面に配置され得る。空気からエアロゾルを採集するために、エアロゾルサンプル採集器コンポーネント６６１３が送風機部材６６１１に接続され得る。
[00846]例えば、エアロゾルサンプル採集器コンポーネント６６１３は、送風機部材６６１１から例示の導波路６６１９に空気を流れさせるトンネルを提供し得る。実施形態によっては、エアロゾルサンプル採集器コンポーネント６６１３は、本明細書に記載のものと同様にエアロゾルを導波路６６１９に結合または引きつけるために電界を生じさせ得る。
[00847]実施形態によっては、光源６６１５が組み込み光学コンポーネント６６１７を介して導波路６６１９に入射光を供給し得る。
[00848]上述のものと同様に、光源６６１５は光（レーザ光ビームを含むがこれには限定されない）の生成、発生および／または放射を生成、発生、放射および／またはトリガするように構成され得る。光源６６１５は、組み込み光学コンポーネント６６１７に結合されることができ、光が光源６６１５から組み込み光学コンポーネント６６１７に進行し得る。上述のものと同様に、組み込み光学コンポーネント６６１７は、導波路６６１９に光をコリメート、偏光および／または結合することができる。例えば、組み込み光学コンポーネント６６１７は、導波路６６１９の上面に配置されることができ、光を導波路６６１９の入射開口部を通して方向づけ得る。
[00849]実施形態によっては、サンプル検査デバイス６６００は、導波路６６１９の上面に配置されたレンズコンポーネント６６２１を含み得る。例えば、レンズコンポーネント６６２１は、導波路６６１９から出射する光がレンズコンポーネント８２６を通過し得るように、導波路６６１９の出射開口部に少なくとも部分的に重なり得る。
[00850]実施例によっては、レンズコンポーネント６６２１は、球面を有する１つもしくは複数のレンズ、および／または放物面を有する１つもしくは複数のレンズなどであるがこれらには限定されない、１つまたは複数の光学結像レンズを含み得る。実施例によっては、レンズコンポーネント６６２１は、導波路６６１９から出射する光を撮像コンポーネント６６２３に向けて方向転換および／または方向調整し得る。実施例によっては、撮像コンポーネント６６２３は、ベースコンポーネント６６０３の内面に配置され得る。
[00851]上述のものと同様に、撮像コンポーネント６６２３は、干渉縞パターンを検出するように構成され得る。例えば、撮像コンポーネント６６２３は１つまたは複数の撮像装置および／または画像センサ（組み込み１Ｄ、２Ｄまたは３Ｄ画像センサなど）を含み得る。画像センサの様々な例は、密着型画像センサ（ＣＩＳ）、電荷結合素子（ＣＣＤ）、または相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサ、光検出器、１つまたは複数の光学コンポーネント（例えば１つまたは複数のレンズ、フィルタ、ミラー、ビームスプリッタ、偏光板など）、自動焦点回路、モーショントラッキング回路、コンピュータビジョン回路、画像処理回路（例えば、画質向上、画像サイズ縮小、画像伝送ビットレート向上などのために画像を処理するように構成された１つまたは複数のデジタルシグナルプロセッサ）、検証器、スキャナ、カメラ、任意のその他の適切な撮像回路、またはこれらの任意の組み合わせを含み得るが、これらには限定されない。
[00852]実施形態によっては、撮像コンポーネント６６２３は、センサ基板部材６６２５に電子的に結合され得る。実施形態によっては、センサ基板部材６６２５は、プロセッサ回路と、メモリ回路と、通信回路などであるがこれらには限定されない回路を含み得る。
[00853]例えば、プロセッサ回路は、撮像コンポーネント６６２３によって生成されたデータを含むデータ／情報を受け渡しするためにバスを介してメモリ回路と通信し得る。メモリ回路は、非一過性であり、例えば１つまたは複数の揮発性および／または不揮発性メモリを含み得る。プロセッサ回路は、撮像コンポーネント６６２３によって生成されたデータに基づいてウイルスの存在を検出するために、本明細書に記載の１つまたは複数の例示の方法を実施し得る。
[00854]実施形態によっては、プロセッサ回路が空気中にウイルスが存在すると判断すると、プロセッサ回路は警告信号を発生し得る。プロセッサ回路は警告信号を、バスを介して通信回路に渡すことができ、通信回路は警告信号を有線手段または無線手段（例えばＷｉ−Ｆｉ）を介して別のデバイス（例えば航空機上の中央コントローラ）に送信し得る。
[00855]実施形態によっては、警告信号に基づいて、１つまたは複数の処置が取られ得る。例えば、航空機の中央コントローラが、ウイルスを一掃するように航空機内の気流を調整してもよい。これに加えて、またはこれに代えて、中央コントローラがディスプレイに警告メッセージを表示してもよく、１人または複数の航空機乗務員が航空機の消毒を開始し、および／または導波路６６１９を交換してもよい。
[00856]上記の説明は航空機内でのサンプル検査デバイス６６００の例示の実装形態を示しているが、本開示の範囲は上記の説明には限定されないことに留意されたい。実施形態によっては、例示のサンプル検査デバイス６６００が他の環境および／または状況で実装され得る。
[00857]本開示の様々な実施形態によると、複数の参照物によって正確な結果を提供するために、多チャネル導波路が同時に複数の流体サンプルを検査することができ、これには流体カバーへの複数の流体の高度に同期された送り込みと制御を必要とする場合がある。しかし、複数の流体の同期された送り込みと制御を行うのは技術的に難題となり得る。例えば、一部のシステムは複数のポンプを利用することがあり、各ポンプは１種類の流体（例えば検査のためのサンプル媒体および／または参照のための既知の参照媒体など）を１つの流体チャネルに送り込むように構成される。複数の流体（サンプル媒体および／または参照媒体など）を異なるチャネルに同時に送り込むためには、そのようなシステムは、ポンプに接続された１つまたは複数のスプリッタおよび／またはシリンダを必要とすることがある。しかし、複数のスプリッタおよび／またはシリンダを実装するシステムは、チャネル間で流体（サンプル媒体および／または参照媒体）の不均一な送り込みを起こす可能性があり、それによって検査結果に相違が生じ、サンプル検査に対して信頼性のない解決策が与えられることになる。
[00858]本開示の様々な実施形態によると、単一ポンプ多チャネル流体系システムが提供される。実施形態によっては、単一ポンプが、複数の流体チャネルを順に流れる緩衝液を連続して送り込む。流体チャネルのそれぞれは、流体カバーと流体チャネルプレートと導波路との間に形成される。実施形態によっては、複数の流体（サンプル媒体と参照媒体とを含む）が単一ポンプ多チャネル流体系システムのバルブに事前装填および／または注入される。実施形態によっては、サンプル媒体の検査を行うときに、流体チャネルを通る緩衝液の流れに流体（サンプル媒体および／または参照媒体などであるがこれらには限定されない）を挿入するようにバルブが切り換えられる。実施形態によっては、各流体チャネルが同時に流体を受け入れて、検査およびさらなる分析のためにより正確な結果を提供するように、バルブと流体チャネルとの間の管の長さが、異なるバルブを切り換えるタイミングに基づいて予め定められる。
[00859]したがって、本開示の実施例によると、例示の単一ポンプ多チャネル流体系システムが、すべてのチャネルに同じ流量、同じ圧力下、同じ温度で緩衝液を供給し得る。実施形態によっては、例示の単一ポンプ多チャネル流体系システムに流体（サンプル媒体、参照媒体などであるがこれらには限定されない）を注入するために複数のバルブ（それぞれが緩衝液ループを介して流体チャネルに接続されている）を設けることができ、これによりすべての注入流体の一定した量が保証される。実施形態によっては、バルブと流体チャネルとの間の緩衝液ループの長さに基づいてバルブを切り換えるタイミングを同期させることによって、同時流体検知および分析精度を実現する。
[00860]次に図６７Ａおよび図６７Ｂを参照すると、例示のバルブ６７００に関連する例示の構成が示されている。図６７Ａおよび図６７Ｂに示す実施例では、例示のバルブは２構成６ポートバルブである。
[00861]具体的には、図６７Ａは第１の構成の例示のバルブ６７００を示し、図６７Ｂは第２の構成の例示のバルブ６７００を示す。実施形態によっては、例示のバルブ６７００は第１のポート６７０１と、第２のポート６７０２と、第３のポート６７０３と、第４のポート６７０４と、第５のポート６７０５と、第６のポート６７０６とを含み得る。
[00862]図６７Ａに示す実施例では、第１の構成のとき、例示のバルブ６７００内で第１のポート６７０１と第２のポート６７０２が接続される。言い換えると、第１の構成のときは、流体が第１のポート６７０１を通って例示のバルブ６７００に流入し、第２のポート６７０２を通って例示のバルブ６７００から流出し得るか、または第２のポート６７０２を通って例示のバルブ６７００に流入し、第１のポート６７０１を通って例示のバルブ６７００から流出し得る。
[00863]同様に、第１の構成のとき、例示のバルブ６７００内で第３のポート６７０３と第４のポート６７０４とが接続される。言い換えると、第１の構成のとき、流体は第３のポート６７０３を通って例示のバルブ６７００に流入し、第４のポート６７０４を通ってバルブ６７００から流出し得るか、または第４のポート６７０４を通って例示のバルブ６７００に流入し、第３のポート６７０３を通って例示のバルブ６７００から流出し得る。
[00864]同様に、第１の構成のとき、例示のバルブ内で第５のポート６７０５と第６のポート６７０６とが接続される。言い換えると、第１の構成のとき、流体は第５のポート６７０５を通って例示のバルブ６７００に流入し、第６のポート６７０６を通って例示のバルブ６７００から流出し得るか、または第６のポート６７０６を通って例示のバルブ６７００に流入し、第５のポート６７０５を通って例示のバルブ６７００から流出し得る。
[00865]図６７Ｂに示す実施例では、第２の構成のとき、例示のバルブ６７００内で第１のポート６７０１と第６のポート６７０６とが接続される。言い換えると、第２の構成のとき、流体が第１のポート６７０１を通って例示のバルブ６７００に流入し、第６のポート６７０６を通って例示のバルブ６７００から流出し得るか、または第６のポート６７０６を通って例示のバルブ６７００に流入し、第１のポート６７０１を通って例示のバルブ６７００から流出し得る。
[00866]同様に、第２の構成のとき、例示のバルブ６７００内で第３のポート６７０３と第２のポート６７０２が接続される。言い換えると、第２の構成のとき、流体が第３のポート６７０３を通って例示のバルブ６７００に流入し、第２のポート６７０２を通って例示のバルブ６７００から流出し得るか、または第２のポート６７０２を通って例示のバルブ６７００に流入し、第３のポート６７０３を通って例示のバルブ６７００から流出し得る。
[00867]同様に、第２の構成のとき、例示のバルブ６７００内で第５のポート６７０５と第４のポート６７０４が接続される。言い換えると、第２の構成のとき、流体が第５のポート６７０５を通って例示のバルブ６７００に流入し、第４のポート６７０４を通って例示のバルブ６７００から流出し得るか、または第４のポート６７０４を通って例示のバルブ６７００に流入し、第５のポート６７０５を通って例示のバルブ６７００から流出し得る。
[00868]図６７Ａおよび図６７Ｂに示す実施例では、例示のバルブ６７００が第１の構成（図６７Ａ）であるか第２の構成（図６７Ｂ）であるかにかかわらず、第１のポート６７０１がサンプルループ６７０８を介して常に第４のポート６７０４に接続される。言い換えると、第１の構成または第２の構成のとき、流体が第１のポート６７０１に流入し、サンプルループ６７０８を通り、第４のポート６７０４から流出し得るか、または第４のポート６７０４に流入し、サンプルループ６７０８を通り、第１のポート６７０１から流出し得る。
[00869]実施形態によっては、例示のバルブ６７００は第２のポート６７０２を通して流体を受け入れ得る。
[00870]例えば、図６７Ａに示す第１の構成では、流体（例えばサンプル媒体または参照媒体であるがこれらには限定されない）を例示のバルブ６７００に注入するように構成された流体源に第２のポート６７０２が接続され得る。上述のように、第１の構成では、第２のポート６７０２は第１のポート６７０１に接続され、さらに第１のポート６７０１はサンプルループ６７０８に接続される。したがって、流体はサンプルループ６７０８を流れ第４のポート６７０４に達し得る。上述のように、第１の構成では、第４のポート６７０４が第３のポート６７０３に接続される。したがって、流体は第３のポート６７０３を通ってバルブ６７００から流出し得る。
[00871]例示のバルブ６７００が第１の構成のときに流体が第２のポート６７０２およびサンプルループ６７０８に注入された後、例示のバルブ６７００は図６７Ｂに示すような第２の構成に切り換えられ得る。上述のように、第２の構成では、第４のポート６７０４が第５のポート６７０５に接続される。実施形態によっては、第５のポート６７０５はポンプから、または前の流体チャネルから、緩衝液ループを介して緩衝液を受け取ることができ、その詳細については本明細書で説明する。
[00872]上述のように、第５のポート６７０５は第４のポート６７０４に接続され、さらに第４のポート６７０４はサンプルループ６７０８に接続される。したがって、例示のバルブ６７００が第２の構成に切り換えられた後、第５のポートから受け取られた緩衝液が第４のポート６７０４において第１のサンプルループ６７０８内の例示の流体と混合される。上述のように、第２の構成では第４のポート６７０４が第５のポート６７０５に接続される。したがって、流体は、第６のポート６７０６を通って例示のバルブ６７００から流出することができ、第６のポート６７０６は流体チャネルに接続されることができ、その詳細は本明細書で説明する。
[00873]図６８を参照すると、例示の単一ポンプ多チャネル流体系システム６８００が示されている。
[00874]図６８に示す実施例では、例示の単一ポンプ多チャネル流体系システム６８００は、第１の流体チャネル６８０８、第２の流体チャネル６８１６、．．．、および最後の流体チャネル６８２４を含むがこれらには限定されない１つまたは複数の流体チャネルに緩衝液を送るポンプ６８０２を含む。実施形態によっては、例示の単一ポンプ多チャネル流体系システム６８００の１つまたは複数の流体チャネルが直列に接続される。例えば、図６８に示すように、第１の流体チャネル６８０８は第２のバルブ６８１２を介して第２の流体チャネル６８１６に接続される。実施形態によっては、（複数のポンプではなく）単一のポンプの使用は、異なる流体チャネルにわたって同じ流量という技術的利点をもたらす。
[00875]実施形態によっては、例示の単一ポンプ多チャネル流体系システムが１つまたは複数のバルブを含み得る。実施形態によっては、１つまたは複数のバルブのそれぞれが、流体チャネルをポンプに接続することができ、または２つの流体チャネルを接続し得る。図６８に示す実施例では、第１のバルブ６８０４がポンプ６８０２と第１の流体チャネル６８０８とに接続され、および／または第２のバルブ６８１２が第１の流体チャネル６８０８と第２の流体チャネル６８１６とに接続されるなどのように接続される。
[00876]実施形態によっては、図６８に示す例示の単一ポンプ多チャネル流体系システム６８００を動作させるために、ポンプ６８０２によって１つまたは複数の流体チャネル（例えば、第１の流体チャネル６８０８、第２の流体チャネル６８１６、．．．、最後の流体チャネル６８２４）に緩衝液を供給することができ、例示の流体（例えばサンプル媒体または参照媒体であるがこれらには限定されない）が１つまたは複数のバルブ（例えば第１のバルブ６８０４、第２のバルブ６８１２、．．．、最後のバルブ６８２０）を通して１つまたは複数の流体チャネル（例えば、第１の流体チャネル６８０８、第２の流体チャネル６８１６、．．．、最後の流体チャネル６８２４）に供給され得る。
[00877]本開示の実施例によると、例示の単一ポンプ多チャネル流体系システム６８００を動作させる例示の方法が提供される。
[00878]実施形態によっては、例示の方法は、例示の単一ポンプ多チャネル流体系システム６８００の１つまたは複数のバルブ（例えば、第１のバルブ６８０４、第２のバルブ６８１２、．．．、最後のバルブ６８２０）を第１の構成に切り換えることを含み得る。上述のように、第１の構成では、バルブの第５のポートがバルブの第６のポートに接続され、一方、第１のポートがサンプルループを介して第４のポートに接続される。
[00879]実施形態によっては、例示の方法は、ポンプ６８０２を介して第１のバルブ６８０４に緩衝液を注入することを含み得る。実施形態によっては、例示のポンプ６８０２は第１のバルブ６８０４の第５のポートに接続される。実施形態によっては、第１のバルブ６８０４の第６のポートが第１の流体チャネル６８０８に接続される。上述のように、第１の構成では、第１のバルブ６８０４の第５のポートが第１のバルブ６８０４の第６のポートに接続される。したがって、緩衝液は例示のポンプ６８０２から第１のバルブ６８０４を通って第１の流体チャネル６８０８に流れる。
[00880]上述のように、第１の流体チャネル６８０８は１つまたは複数のコンポーネントを介して第２の流体チャネル６８１６に接続される。図６８に示す実施例では、第１の流体チャネル６８０８は第１の緩衝液ループ６８１０に接続され、さらに第１の緩衝液ループ６８１０は第２のバルブ６８１２に接続され、さらに第２のバルブ６８１２は第２の流体チャネル６８１６に接続される。実施形態によっては、第１の緩衝液ループ６８１０の長さは、第２のバルブ８６１２を第１の構成から第２の構成に切り換えるタイミングに基づいて決定可能であり、その詳細については本明細書で説明する。
[00881]上述のものと同様に、第２のバルブ６８１２の第６のポートが第２の流体チャネル６８１６に接続される。上述のように、第１の構成では、第２のバルブ６８１２の第５のポートが第２のバルブ６８１２の第６のポートに接続される。したがって、緩衝液は第１の緩衝液ループ６８１０から第２のバルブ６８１２を通って第２の流体チャネル６８１６に流れる。
[00882]実施形態によっては、緩衝液が例示のポンプ６８０２から様々な流体チャネルを通って最後の緩衝液ループ６８１８に流れ得るように、バルブと流体チャネルとの１つまたは複数の組が直列に接続され得る。上述のものと同様に、最後の緩衝液ループ６８１８は最後のバルブ６８２０に接続され、最後のバルブ６８２０はさらに最後の流体チャネル６８２４に接続される。実施形態によっては、最後の流体チャネル６８２４は、例示の単一ポンプ多チャネル流体系システム６８００の一連の流体チャネルのうちの最後の流体チャネルである。
[00883]実施形態によっては、第１のバルブ６８０４が第１の構成のとき、例示の方法は、第１の流体（例えばサンプル媒体または参照媒体であるがこれらには限定されない）を第１のバルブ６８０４の第２のポートを通して第１のバルブ６８０４に供給することをさらに含む。上述のように、第１のバルブ６８０４の第２のポートは、第１のバルブ６８０４が第１の構成のときに第１のバルブ６８０４の第１のポートに接続され、第１のバルブ６８０４の第１のポートは第１のサンプルループ６８０６を介して第１のバルブ６８０４の第４のポートに接続される。したがって、第１の流体は第１のサンプルループ６８０６に流入し得る。
[00884]上記に加えて、または上記に代えて、第２のバルブ６８１２が第１の構成のとき、例示の方法は、第２の流体（例えばサンプル媒体または参照媒体であるがこれらには限定されない）を第２のバルブ６８１２の第２のポートを通して第２のバルブ６８１２に供給することをさらに含む。上述のように、第２のバルブ６８１２の第２のポートは、第２のバルブ６８１２が第１の構成のときに第２のバルブ６８１２の第１のポートに接続され、第２のバルブ６８１２の第１のポートは第２のサンプルループ６８１４を介して第２のバルブ６８１２の第４のポートに接続される。したがって、第２の流体は第２のサンプルループ６８１４に流入し得る。
[00885]上記に加えて、または上記に代えて、最後のバルブ６８２０が第１の構成のとき、例示の方法は、最後の流体（例えばサンプル媒体または参照媒体であるがこれらには限定されない）を最後のバルブ６８２０の第２のポートを通して最後のバルブ６８２０に供給することをさらに含む。上述のように、最後のバルブ６８２０が第１の構成のとき、最後のバルブ６８２０の第２のポートが最後のバルブ６８２０の第１のポートに接続され、最後のバルブ６８２０の第１のポートが最後のサンプルループ６８２２を介して最後のバルブ６８２０の第４のポートに接続される。したがって、最後の流体は最後のサンプルループ６８２２に流入し得る。
[00886]実施形態によっては、例示の方法は、第１のバルブ６８０４を第１の構成から第２の構成に切り換えることをさらに含む。上述のように、第１のバルブ６８０４が第１の構成から第２の構成に切り換えられた後、第１のバルブ６８０４の第１のポートは第１のバルブ６８０４の第２のポートには接続されなくなる。その代わり、第１のバルブ６８０４が第２の構成のとき、第１のポートは第１のバルブ６８０４の第６のポートに接続され、第５のポートが第１のバルブ６８０４の第４のポートに接続される。したがって、第１のバルブ６８０４が第２の構成に切り換えられた後、緩衝液が（第１のバルブ６８０４が第２の構成のときに第４のポートに接続される）第５のポートを通って第１のバルブ６８０４に連続して注入され得る。その後、緩衝液は第４のポートから流出し、第１のサンプルループ６８０６を流れ得る。
[00887]上述のように、第１のサンプルループ６８０６は第１のポートに接続され、第１の流体を収容し得る。緩衝液は第１の流体と混合され、第１のポートに流れ得る。上述のように、第１のポートは第１のバルブ６８０４が第２の構成のときに第６のポートに接続され、緩衝液は第６のポートを通って第１のバルブ６８０４から流出し得る。上述のように、第１のバルブ６８０４の第６のポートは第１の流体チャネル６８０８に接続され、緩衝液は第１の流体とともに第１の流体チャネル６８０８を流れ得る。
[00888]上述のように、緩衝液が第１の流体チャネル６８０８から流出した後、緩衝液はさらに第１の緩衝液ループ６８１０を流れ得る。実施形態によっては、例示の方法は、第２のバルブ６８１２を第１の構成から第２の構成に切り換えることをさらに含む。
[00889]上述のように、第２のバルブ６８１２が第１の構成から第２の構成に切り換えられた後、第２のバルブ６８１２の第１のポートは第２のバルブ６８１２の第２のポートに接続されなくなる。その代わり、第２のバルブ６８１２が第２の構成のとき、第１のポートは第２のバルブ６８１２の第６のポートに接続され、第５のポートが第２のバルブ６８１２の第４のポートに接続される。したがって、第２のバルブ６８１２が第２の構成に切り換えられた後、緩衝液は第１の緩衝液ループ６８１０から（第２のバルブ６８１２が第２の構成のときに第４のポートに接続される）第５のポートを通って第２のバルブ６８１２に流れ得る。その後、緩衝液は第４のポートから流出し、第２のサンプルループ６８１４を流れ得る。
[00890]上述のように、第２のサンプルループ６８１４は第１のポートに接続され、第２の流体を収容し得る。緩衝液は第２の流体と混合され、第１のポートに流れ得る。上述のように、第１のポートは第２のバルブ６８１２が第２の構成のときに第６のポートに接続され、緩衝液は第６のポートを通って第２のバルブ６８１２から流出し得る。上述のように、第２のバルブ６８１２の第６のポートは第２の流体チャネル６８１６に接続され、緩衝液は第２の流体とともに第２の流体チャネル６８１６を流れ得る。
[00891]実施形態によっては、第１の緩衝液ループ６８１０は、緩衝液と第１の流体との混合液を、緩衝液と第２の流体との混合液が第２の流体チャネル６８１６に流入するのと同時に第１の流体チャネル６８０８に流入することを可能にする。実施形態によっては、第１の緩衝液ループ６８１０は第１の流体が第２の流体と混合されるのを防ぎ得る。上記の目的を達成するには、第１の緩衝液ループ６８１０の長さを第１のバルブ６８０４を第１の構成から第２の構成に切り換える時点と第２のバルブ６８１２を第１の構成から第２の構成に切り換える時点との間の時間に少なくとも部分的に基づいて計算され得る。例えば、第１の緩衝液ループ６８１０の長さＬは、以下の式に基づいて計算され得る。
Figure 2021192028
 上記で、Ｔは第１のバルブ６８０４を第１の構成から第２の構成に切り換える時点と第２のバルブ６８１２を第１の構成から第２の構成に切り換える時点との間の時間である。Ｑは、ポンプ６８０２によって緩衝液を注入する流量である。ｒは、第１の緩衝液ループ６８１０の半径である。上記の式に記載されているように、第１の緩衝液ループ６８１０の長さＬは、（第１のバルブ６８０４を第１の構成から第２の構成に切り換える時点と第２のバルブ６８１２を第１の構成から第２に切り換える時点との間の時間中の）流量を第１の緩衝液ループ６８１０の断面積で割った値に等しい。実施形態によっては、第１の緩衝液ループ６８１０の長さＬは、第１の流体と混合された（そして第１の流体チャネル６８０８から流出する）緩衝液が（第２のバルブ６８１２が第１の構成から第２の構成に切り換えられた後）第２の流体と相互作用するのを防ぐとともに、緩衝液と第２の流体との混合液が第２の流体チャネル６８１６に流入するのと同時に緩衝液と第１の流体との混合液が第１の流体チャネル６８０８に流入するのを可能にする。
[00892]実施形態によっては、例示の単一ポンプ多チャネル流体系システム６８００は、直列に接続された１つまたは複数の追加のバルブをさらに含み、例示の方法はその１つまたは複数の追加のバルブのそれぞれを順に切り換えることをさらに含む。
[00893]例えば、図６８に示すように、例示の単一ポンプ多チャネル流体系システム６８００は最後の緩衝液ループ６８１８をさらに含む。最後の緩衝液ループ６８１８は、最後から２番目の流体チャネルを最後のバルブ６８２０に接続し、最後のバルブ６８２０は最後の流体チャネル６８２４に接続される。実施形態によっては、例示の方法は、最後のバルブ６８２０を第１の構成から第２の構成に切り換えることをさらに含む。上述のように、最後のバルブ６８２０が第１の構成から第２の構成に切り換えられた後、最後のバルブ６８２０の第１のポートは最後のバルブ６８２０の第２のポートに接続されなくなる。その代わり、最後のバルブ６８２０が第２の構成のとき、第１のポートは最後のバルブ６８２０の第６のポートに接続され、第５のポートが最後のバルブ６８２０の第４のポートに接続される。したがって、最後のバルブ６８２０が第２の構成に切り換えられた後、緩衝液は最後の緩衝液ループ６８１８から（最後のバルブ６８２０が第２の構成のときに第４のポートに接続されている）第５のポートを通って最後のバルブ６８２０に流れ得る。その後、緩衝液は第４のポートから流出し、最後のサンプルループ６８２２を流れ得る。上述のように、最後のサンプルループ６８２２は第１のポートに接続され、最後の流体を収容し得る。緩衝液は最後の流体と混合され、第１のポートに流れ得る。上述のように、第１のポートは最後のバルブ６８２０が第２の構成のときに第６のポートに接続され、緩衝液は第６のポートを通って最後のバルブ６８２０から流出し得る。上述のように、最後のバルブ６８２０の第６のポートは最後の流体チャネル６８２４に接続され、緩衝液は最後の流体チャネル６８２４を流れ得る。
[00894]実施形態によっては、最後の緩衝液ループ６８１８は、緩衝液と最後の流体との混合液が最後の流体チャネル６８２４に流入するのと同時に、緩衝液と最後から２番目の流体との混合液が、最後から２番目の流体チャネルに流入することができるようにし得る。実施形態によっては、最後の緩衝液ループ６８１８は、最後から２番目の流体が最後の流体と混合されるのを防ぎ得る。上記の目標を達成するために、最後の緩衝液ループ６８１８の長さは、最後から２番目のバルブを第１の構成から第２の構成に切り換える時点と最後のバルブ６８２０を第１の構成から第２の構成に切り換える時点との間の時間に少なくとも部分的に基づいて計算され得る。例えば、最後の緩衝液ループ６８１８の長さＬは、上記の式に基づいて計算され得る。
[00895]したがって、本開示の様々な実施形態によると、例示の単一ポンプ多チャネル流体系システム６８００はそれらの対応する流体チャネルへの複数の流体の同期された送り込みを可能にする。
[00896]次に図６９Ａおよび図６９Ｂを参照すると、例示の多チャネル導波路デバイス６９００に関連する例示の図が示されている。具体的には、図６９Ａは、多チャネル導波路デバイス６９００の例示の透視図を示し、図６９Ｂは多チャネル導波路デバイス６９００の例示の分解図を示す。
[00897]図６９Ａおよび図６９Ｂに示すように、多チャネル導波路デバイス６９００は、多チャネル導波路６９０５に固定された流体カバー６９０７を含み得る。実施形態によっては、多チャネル導波路デバイス６９００は、断熱されたベース６９０３の上面に配置された多チャネル導波路６９０５を含む。実施形態によっては、多チャネル導波路６９０５は、上述の導波路の１つまたは複数の実施例に基づく。例えば、多チャネル導波路６９０５は、上述したものと同様の１つもしくは複数のサンプルチャネルおよび／または１つもしくは複数の参照チャネルを含み得る。実施形態によっては、断熱されたベース６９０３は、上述の様々な断熱されたコンポーネントと同様に、環境温度が多チャネル導波路６９０５に干渉するのを防止する。
[00898]図６９Ａおよび図６９Ｂに示す実施例では、流体カバー６９０７は１つまたは複数のねじ（ねじ６９０９Ａ、ねじ６９０９Ｂ、ねじ６９０９Ｃ、ねじ６９０９Ｄなどであるがこれらには限定されない）によって多チャネル導波路６９０５に固定されている。例えば、流体カバー６９０７は、１つまたは複数のねじ穴（ねじ穴６９１３Ａ、ねじ穴６０１３Ｃ、ねじ穴６９１３Ｄなどであるがこれらには限定されない）を含み得、１つまたは複数のねじのそれぞれが１つまたは複数のねじ穴を通ることができ、ねじ穴の内部のねじ山がねじのねじ山とかみ合う。
[00899]実施形態によっては、流体カバー６９０７と多チャネル導波路６９０５との間に流体チャネルプレート６９１５が配置され得る。具体的には、流体チャネルプレート６９１５は、流体チャネルプレート６９１５の表面にエッチングされた１つまたは複数の溝を含み得る。流体チャネルプレート６９１５が流体カバー６９０７の下に位置づけられると、流体カバー６９０７の底面と１つまたは複数の溝とが１つまたは複数の流体チャネルを形成する。（例えば、本明細書に記載の１つまたは複数の位置合わせ技術に基づいて）流体チャネルプレート６９１５が多チャネル導波路６９０５上に位置づけられると、１つまたは複数の流体チャネルのそれぞれが多チャネル導波路６９０５のサンプルチャネルのうちの１つまたは参照チャネルのうちの１つの上方に位置づけられ得る。実施形態によっては、サンプル媒体、参照媒体および／または緩衝液が注入管を通って流体チャネルのそれぞれに流れ、排出管を通って流体チャネルのそれぞれから流出し得るように、注入管と排出管とが流体チャネルのそれぞれに接続され得る。
[00900]例えば、注入管６９１１Ａが流体カバー６９０７を通して挿入され、流体チャネルプレート６９１５の流体チャネルの第１の端部に接続されることができ、排出管６９１１Ｂが流体カバー６９０７を通して挿入され、流体チャネルプレート６９１５の流体チャネルの第２の端部に接続され得る。この実施例では、サンプル媒体または参照媒体が注入管６９１１Ａから流体チャネルを通って流れ、排出管６９１１Ｂから流出し得る。実施形態によっては、注入管６９１１Ａは、上述のものと同様のバルブの第６のポートに接続される。実施形態によっては、排出管６９１１Ｂは上述のものと同様の緩衝液ループに接続される。
[00901]上記に加えて、または上記に代えて、注入管６９１１Ｃが流体カバー６９０７を通って挿入され、流体チャネルプレート６９１５の流体チャネルの第１の端部に接続され、排出管６９１１Ｄが流体カバー６９０７を通って挿入され、流体チャネルプレート６９１５の流体チャネルの第２の端部に接続され得る。この実施例では、サンプル媒体または参照媒体が注入管６９１１Ｃから流体チャネルを通って流れ、排出管６９１１Ｄから流出し得る。実施形態によっては、注入管６９１１Ｃは上述のものと同様のバルブの第６のポートに接続される。実施形態によっては、排出管６９１１Ｄは上述のものと同様の緩衝液ループに接続される。
[00902]上記に加えて、または上記に代えて、注入管６９１１Ｅが流体カバー６９０７を通して挿入され、流体チャネルプレート６９１５の流体チャネルの第１の端部に接続され、排出管６９１１Ｆが流体カバー６９０７を通して挿入され、流体チャネルプレート６９１５の流体チャネルの第２の端部に接続され得る。この実施例では、サンプル媒体または参照媒体が注入管６９１１Ｅから流体チャネルを通って流れ、排出管６９１１Ｆから流出し得る。実施形態によっては、注入管６９１１Ｅは上述のものと同様のバルブの第６のポートに接続される。実施形態によっては、排出管６９１１Ｆは上述のものと同様の緩衝液ループに接続される。
[00903]次に図７０Ａ、図７０Ｂ、図７０Ｃおよび図７０Ｄを参照すると、例示の流体チャネルプレート７０００に関連する例示の図が示されている。具体的には、図７０Ａは流体チャネルプレート７０００の例示の透視図を示し、図７０Ｂは流体チャネルプレート７０００の例示の上面図を示し、図７０Ｃは流体チャネルプレート７０００の例示の側面図を示し、図７０Ｄは流体チャネルプレート７０００の例示の別の側面図を示す。
[00904]図７０Ａ、図７０Ｂ、図７０Ｃおよび図７０Ｄに示す実施例では、例示の流体チャネルプレート７０００は、第１の流体チャネル７００２と、第２の流体チャネル７００４と、第３の流体チャネル７００６とを含む。上述のように、第１の流体チャネル７００２と第２の流体チャネル７００４と第３の流体チャネル７００６のそれぞれは、流体チャネルプレート７０００の表面のエッチングされた溝と流体カバーの底面（その下に例示の流体チャネルプレート７０００が位置づけられる）との間に形成される。
[00905]図７０Ｂに示すように、実施形態によっては、第１の流体チャネル７００２および／または第３の流体チャネル７００６は、１６センチメートルの長さＬ２を有し得る。実施形態によっては、第２の流体チャネル７００４は２１センチメートルの長さＬ１を有し得る。実施形態によっては、例示の流体チャネルプレート７０００は２５．６センチメートルの長さＬ３を有し得る。実施形態によっては、例示の流体チャネルプレート７０００は５．３センチメートルの幅Ｗ２を有し得る。実施形態によっては、第１の流体チャネル７００２と第２の流体チャネル７００４との間の距離（および／または第２の流体チャネル７００４と第３の流体チャネル７００６との間の距離）Ｗ１は、０．９センチメートルである。実施形態によっては、上記の寸法のうちの１つまたは複数の寸法は他の値であってよい。
[00906]図７０Ｃに示すように、実施形態によっては、流体チャネルの端部の直径Ｄ３は０．６センチメートルである。実施形態によっては、直径Ｄ３は他の値であってもよい。
[00907]図７０Ｄに示すように、実施形態によっては、各流体チャネルのエッチング深さＤ１は０．２センチメートルである。実施形態によっては、流体チャネルプレート７０００の幅Ｄ２は０．５ミリメートルである。実施形態によっては、上記の寸法のうちの１つまたは複数の寸法は他の値であってよい。
[00908]次に図７１および図７２を参照すると、例示の検査結果を示す例示の図が示されている。具体的には、図７１に示す図７１００はノイズを含む例示の生信号を示し、図７２に示す図７２００はノイズが除去された例示の処理済み信号を示す。
[00909]図７１および図７２に示すように、流体チャネルからの例示の信号が示されている。例えば、図７１の曲線７１０１は、第１の流体チャネル内のサンプル媒体または参照媒体の検出に基づいて例示の撮像コンポーネントによって生成された例示の生信号を示し、図７２の曲線７２０２は、第１の流体チャネルからの生信号に基づく例示の処理済み信号を示す。別の実施例として、図７１の曲線７１０３は、第２の流体チャネル内のサンプル媒体または参照媒体の検出に基づいて例示の撮像コンポーネントによって生成された例示の生信号を示し、図７２の曲線７２０４は、第２の流体チャネルからの生信号に基づく例示の処理済み信号を示す。別の実施例として、図７１の曲線７１０５は、第３の流体チャネル内のサンプル媒体または参照媒体の検出に基づいて例示の撮像コンポーネントによって生成された例示の生信号を示し、図７２の曲線７２０６は、第３の流体チャネルからの生信号に基づく例示の処理済み信号を示す。
[00910]図７１および図７２に示す実施例では、３つのチャネルの例が、少なくとも第１の参照媒体を陰性参照（例えば蒸留水）として使用し、第２の参照媒体を陽性参照（例えば標的ウイルス代替物）として使用したサンプル媒体の検査を可能にし得る。例えば、サンプル媒体、第１の参照媒体および第２の参照媒体は、それぞれ、単一ポンプ多チャネル流体系システムの、それぞれ第１のバルブ、第２のバルブおよび第３のバルブに注入可能な第１の流体、第２の流体および第３の流体であり得る。緩衝液は、ポンプを使用して単一ポンプ多チャネル流体系システムに注入され得る。
[00911]実施形態によっては、３つの異なる流体（例えば、１つのサンプル媒体と２つの参照媒体）は、バルブが切り換えられた後、３つの流体チャネルを流れ得る。実施形態によっては、３つの流体チャネルからの信号が、陰性参照と陽性参照による処理に基づく検査結果を定量的に与えるために使用され得る。多チャネル検査が同じ条件下で行われるため、共通のノイズおよび変動（検知システムの熱的、構造的変化およびドリフトなど）が、図７２の図７２００に示すように異なるチャネルからの信号の処理によって打ち消され得る。
[00912]上記の説明は３つの流体チャネルを使用する一部の例を示しているが、本開示の範囲は上記の説明には限定されないことに留意されたい。例えば、実施形態によっては、例示の流体チャネルプレートにおいて単一の流体チャネルが実装されてもよく、単一の流体チャネルは、導波路における１つもしくは複数のサンプルチャネルおよび／または１つもしくは複数の参照チャネルを覆うように導波路の上に位置決めされ得る。実施形態によっては、１回の検査で複数の結果が得られるように、異なる標的代替物を有するより多くの流体チャネルが配置され得る。実施形態によっては、誤り補正とノイズ低減を行うために各チャネルに複数のセンサを配置することができる。実施形態によっては、周囲環境からの信号によるセンサ信号の変動を補償するための絶対参照を設けるために、埋め込み検知領域を追加することができる。
[00913]上述のように、本開示の実施形態による例示のサンプル検査デバイスは、導波路にレーザ光ビームを放射する光源を実装し得る。光学導波路に基づくデバイスは、バイオセンシングから量子コンピューティング、通信およびデータ処理に至る、様々な用途で使用されていることに留意されたい。これらの用途の一部では、導波路はシステムの永久的部品である。しかし、他の用途、特にバイオセンシング用途では、デバイスは取り外し可能で使い捨てである必要がある場合があり、このことは、レーザ光は一般に導波路に正しく結合されてからでなければ使用することができないためにいくつかの技術的難題を提起する。レーザ光を導波路に正しく結合するには、一般に導波路をレーザの焦点に（または光がすでに閉じ込められているファイバまたは別の導波路に）、数マイクロメートル内で位置合わせする必要がある。このような要件は、機械的部品の機械加工または製造によって達成可能な許容誤差を超える可能性がある。
[00914]したがって、導波路がシステムに挿入された後、導波路を光源に能動的に位置合わせする必要がある。しかし、手作業による位置合わせは時間がかかることがあり、熟練した操作者を必要とする。また、通常の使用に付随する種類の衝撃および振動（例えば、デバイスをテーブルに下ろす、デバイスに肘がぶつかる、近傍で動作する騒音の大きい機械）が導波路を光源を基準にして少なくとも数マイクロメートル移動させる可能性があり、そのため位置合わせプロセスが繰り返される必要がある。
[00915]本開示の様々な実施形態によると、導波路へのレーザ光の自動位置合わせを行うレーザ位置合わせシステムが提供される。例えば、本開示の様々な実施形態は、レーザ光源が当初、導波路への位置合わせが著しくずれている場合であっても、自動位置合わせシステムに信号を供給することができる機構を含み得る。本開示の様々な実施形態は、（ドリフトを補正するために使用可能な）フィードバック信号を供給することによって、位置合わせ時に（時間とともにドリフトする可能性がある）より低コストのアクチュエータの使用を可能にし得る。
[00916]本開示の様々な実施形態は、導波路へのレーザの位置合わせが著しくずれている場合であってもフィーバックを提供することを含むがこれには限定されない、他のシステムに優る様々な技術的利点を提供し得る。本開示の様々な実施形態は、連続稼働サーボ制御プロセスにおいて使用される、低価格の高ドリフトアクチュエータに対応可能である。
[00917]本開示の様々な実施形態において、例示の方法が提供される。この例示の方法は、導波路チップ上に少なくともいくつかの光学フィーチャと、導波路チップが取り付けられるホルダ上にいくつかの光学フィーチャをパターン形成することを含み得る。実施形態によっては、レーザ源がこれらの光学フィーチャのうちの１つに対してレーザ光を放射すると、その光学フィーチャがレーザ光の方向転換を生じさせ（例えば、高空間周波数または低空間周波数の光のみが方向転換される）、および／またはレーザ光の特性の変化（例えば光強度の変化）を生じさせ得る。実施形態によっては、上述のような撮像コンポーネント（カメラ画素アレイまたは１つもしくは複数の光ダイオード）が、レーザ光を検出するように特定の場所に位置づけられ得る。実施形態によっては、カメラ画素アレイまたは１つもしくは複数の光ダイオードが、検出されたレーザ光を、プロセッサに送信可能な信号に変換し得る。この信号に基づいて、プロセッサは、光源が導波路と正しく位置合わせされるように光源を移動させるために（これに加えて、またはこれに代えて、導波路が光源と正しく位置合わせされるように導波路を移動させるために）、アクチュエータまたはモータに制御信号を送信し得る。
[00918]例えば、これらの信号に基づいて、プロセッサはアクチュエータまたはモータに、光源が「水平」次元（例えば導波路チップの面内）においていずれの方向に移動すべきかを示す制御信号を送信し得る。実施形態によっては、レーザ光は、レーザ源が当初、水平次元において大きく位置合わせずれしている場合であってもレーザ源が格子結合器に至る導波路に位置合わせし直されることができるように、導波路自体にパターン形成された格子結合器から方向転換され得る。実施形態によっては、格子結合器はこれらのレーザ光をカメラ画素アレイまたは１つもしくは複数の光ダイオードに垂直方向に方向転換することができ、その結果の信号は、レーザ源が導波路チップの一方の側に位置合わせされているときとレーザ源が導波路チップの他方の側に位置合わせされているときとで異なり得る。したがって、カメラ画素アレイまたは１つもしくは複数の光ダイオードが発生した信号は、正しく位置合わせされるためにレーザ源（または導波路チップ）がいずれの方向に移動する必要があるかを（例えばレーザ光を受光し、それを導波路チップに対して方向づけるように構成された入射結合器に対して）示すことができる。
[00919]上記に加えて、または上記に代えて、「垂直」次元（例えば導波路チップに垂直な面）において、信号が、チップの上方にあるマウントの各部からとチップの下にあるマウントの各部からとでは異なるように１つまたは複数の光ダイオードまたはカメラ画素アレイに対して反射される。
[00920]次に図７３Ａ、図７３Ｂおよび図７３Ｃを参照すると、垂直次元においてレーザ源を導波路チップに位置合わせする例示の方法を示す例示の図が示されている。具体的には、図７３Ａ、図７３Ｂおよび図７３Ｃに示す例示の方法は、カメラ画素アレイによって検出された信号に基づいて、垂直方向においてレーザ源を導波路チップに位置合わせし得る。実施形態によっては、本明細書に示す実施例は、背景光汚染に対して堅牢な位置合わせの提供、レーザ強度変動への対応、およびスプリアス反射または散乱による干渉の回避を含むがこれらには限定されない多くの技術的利点を提供し得る。
[00921]図７３Ａ、図７３Ｂおよび図７３Ｃに示されている実施例では、導波路マウント７３０１と、複数の層（例えば第１の層７３０３および第２の層７３０５）を含む導波路チップと、流体カバー７３０７とが示されている。実施形態によっては、導波路チップは導波路マウント７３０１の上面に取り付けられる。実施形態によっては、流体カバー７３０７は導波路チップの上面に取り付けられる。実施形態によっては、第２の層７３０５は第１の層７３０３の上面に取り付けられる。
[00922]実施形態によっては、導波路マウント７３０１と導波路チップとは、反射レーザ光の異なる反射率を有し得る。例えば、導波路マウント７３０１は９５％の反射率を有し得る。これに加えて、またはこれに代えて、導波路チップの第１の層７３０３はシリコンを含んでよく、４０％の反射率を有し得る。これに加えて、またはこれに代えて、導波路チップの第２の層７３０５は酸化シリコンを含んでよく、４％の反射率を有し得る。
[00923]次に図７３Ａを参照すると、実施形態によっては、例示の方法は、レーザ源７３０９の照準を導波路マウント７３０１に合わせることを含み得る。具体的には、レーザ源７３０９はレーザ光を放射し、レーザ光は、上述したものと同様のビームスプリッタ７３１１とコリメータ７３１３とを通り得る。レーザ源７３０９の照準が導波路マウント７３０１に合わせられ、導波路マウント７３０１が９５％の反射率を有するため、導波路マウント７３０１はレーザ光をビームスプリッタ７３１１に反射し戻し、ビームスプリッタ７３１１はそのレーザ光を垂直次元において上方に撮像コンポーネント７３１７（例えばカメラ画素アレイ）に向けて方向転換する。
[00924]実施形態によっては、例示の方法は、ビームスプリッタ７３１１を傾け、および／または傾斜させることに基づいて撮像コンポーネント７３１７によって検出されるレーザ光の輝度を最大化することを含み得る。
[00925]実施形態によっては、例示の方法は、垂直次元において上方へのレーザ源７３０９の移動を生じさせることを含み得る。図７３Ａに示す実施例では、レーザ源７３０９と、ビームスプリッタ７３１１と、コリメータ７３１３とは、レーザハウジング７３１５内に固定され、互いに位置合わせされている。実施形態によっては、レーザハウジング７３１５は垂直支持壁７３２１上に可動式に位置決めされる。例えば、レーザハウジング７３１５は１つまたは複数の摺動機構（例えば上述のスライダ／トラック機構）に取り付けられてよく、１つまたは複数の摺動機構上のレーザハウジング７３１５の位置は、１つまたは複数のアクチュエータまたはモータによって制御される（例えばアクチュエータまたはモータはトラック上のスライダの位置を制御し得る）。上述のように、アクチュエータまたはモータはプロセッサによって制御され、例示の方法は、レーザ光源７３０９が垂直次元において上方に移動するように、プロセッサからアクチュエータまたはモータに制御信号を送信することを含み得る。
[00926]実施形態によっては、１つまたは複数の水平支持壁（例えば水平支持壁７３１９および水平支持壁７３２３）が垂直支持壁７３２１の内面に配置される。図７３Ａ、図７３Ｂおよび図７３Ｃに示す実施例では、撮像コンポーネント７３１７が水平支持壁７３１９に取り付けられる。
[00927]実施形態によっては、例示の方法は、プロセッサによって、表面から後方反射されるパワーの変化を検出するまで、レーザ源または屈折もしくは反射させる光学素子を垂直次元において移動させることを含み得る。実施形態によっては、導波路が埋め込まれている誘電体の固有の反射率が、レーザがその膜に入射していることを示す信号として使用され得る。例えば、レーザ源７３０９が垂直次元において上方に移動し続けると、レーザ源７３０９によって放射されるレーザ光が第１の層７３０３に達する。上述のように、導波路マウントの３７０１の９５％の反射率に対して、第１の層７３０３は４０％の反射率を有する。したがって、レーザ源７３０９が垂直次元において上方に導波路マウント７３０１への照準合わせから第１の層７３０３への照準合わせに移動するにつれて、撮像コンポーネント７３１７によって受光される光は暗くなる。
[00928]実施形態によっては、図７３Ｂに示すように、レーザ源７３０９が垂直次元において上方に移動し続けるとレーザ源７３０９によって放射されるレーザ光が第２の層７３０５に達する。上述のように、第１の層７３０３の反射率４０％に対して、第２の層７３０５は４％の反射率を有する。したがって、レーザ源７３０９が垂直次元において上方に第１の層７３０３への照準合わせから第２の層７３０５への照準合わせに移動するにつれて、撮像コンポーネント７３１７によって受光される光は暗くなる。
[00929]実施形態によっては、レーザ源７３０９から放射されるレーザ光が第２の層７３０５に達すると、撮像コンポーネント７３１７は、第２の層７３０５にエッチングされた格子結合器からの反射レーザ光に起因する格子結合器スポットを検出し得る。実施形態によっては、格子結合器からの反射レーザ光は撮像コンポーネント７３１７に取り付けられたコリメータ７３１６を通り、撮像コンポーネント７３１７によって検出される１つまたは複数の格子結合器スポットを形成する。
[00930]実施形態によっては、撮像コンポーネントが１つまたは複数の格子結合器スポットを検出すると、例示の方法はレーザ源７３０９の垂直方向の移動を停止させることと、レーザ源７３０９の水平方向の移動を開始することとをさらに含む。実施形態によっては、１つまたは複数の格子結合器スポットが現れると、プロセッサはレーザ源７３０９が垂直次元において正しく位置合わせされていると判断することができ、レーザ源の水平次元における位置合わせを開始し得る。水平次元における位置合わせに関連する詳細については、少なくとも図７４、図７５Ａおよび図７５Ｂに関連してさらに説明する。
[00931]実施形態によっては、図７３Ｃに示すように、レーザ源７３０９が垂直次元において上方に移動し続けると、レーザ源７３０９は第２の層７３０５に対する照準合わせから流体カバー７３０７に対する照準合わせに意図せずに移動する可能性がある。実施形態によっては、流体カバー７３０７は表面に追加の回折格子を含み得る。レーザ源７３０９が流体カバー７３０７に向けてレーザ光を放射すると、撮像コンポーネント７３１７が流体カバー７３０７の表面の追加の回折格子によって方向転換されたレーザ光に起因する追加のスポットを検出し得る。実施形態によっては、これらの追加のスポットは、レーザ光が第２の層７３０５に照準を合わせているときに撮像コンポーネントによって検出される格子結合器スポットとは異なる、離れた場所に現れる。これらの場所に基づいて、プロセッサはレーザ源７３０９が上方に移動し、第２の層７３０５を通過したと判断することができ、レーザ源７３０９を垂直次元において下方に移動させることができる。
[00932]次に図７４を参照すると、例示の導波路チップ７４０２の例示の上面図７４００が示されている。具体的には、例示の上面図７４００は、上述のようにレーザ源の水平次元における位置合わせを容易にし得る例示の導波路チップ７４０２上の例示の格子結合器パターンを示す。
[00933]図７４に示す実施例では、例示の導波路チップ７４０２は、レーザ源が正しく位置合わせされているときにレーザ源が照準を合わせるべき正しいチャネル（例えば、導波路のサンプルチャネルまたは参照チャネル）に対応する光チャネル７４０４を含み得る。実施形態によっては、例示の導波路チップ７４０２の上面に流体カバー７４０５が配置され得る。
[00934]実施形態によっては、例示の導波路チップ７４０２は、位置合わせチャネル７４０６、位置合わせチャネル７４０８、位置合わせチャネル７４１０、位置合わせチャネル７４１２、位置合わせチャネル７４１４および位置合わせチャネル７４１６などであるがこれらには限定されない１つまたは複数の追加の位置合わせチャネルを含み得る。
[00935]実施形態によっては、位置合わせチャネルのそれぞれが、位置合わせチャネル上にエッチングされた１つまたは複数の格子結合器（例えば位置合わせチャネル７４０６の格子結合器７４１８）を含み得る。実施形態によっては、格子結合器のそれぞれが特定の空間周波数のレーザ光を方向転換する。上述のように、方向転換されたレーザ光は撮像コンポーネントによって検出される１つまたは複数の格子結合器スポットをさらに形成し得る。したがって、検出された格子結合器スポットの空間周波数に基づいて、プロセッサは、レーザ源が導波路チップと正しく位置合わせされるようにレーザ源の水平次元における移動を生じさせ得る。
[00936]図７４に示す実施例では、光チャネル７４０４は、導波路チップ７４０２を２つの側に分割し得る。すなわち、１つまたは複数の位置合わせチャネル（位置合わせチャネル７４０６、位置合わせチャネル７４０８、位置合わせチャネル７４１０を含む）が光チャネル７４０４から第１の側にエッチングされ、一方、１つまたは複数の位置合わせチャネル（位置合わせチャネル７４１２、位置合わせチャネル７４１４、位置合わせチャネル７４１６を含む）が光チャネル７４０４から第２の側にエッチングされる。実施形態によっては、光チャネル７４０４から第１の側にエッチングされた位置合わせチャネルは、光チャネル７４０４から第２の側にエッチングされた位置合わせチャネルの格子結合器がレーザ光を方向転換する空間周波数とは異なる空間周波数のレーザ光を方向転換する格子結合器を含み得る。
[00937]例えば、位置合わせチャネル７４０６、位置合わせチャネル７４０８、位置合わせチャネル７４１０は、は、低空間周波数のレーザ光を方向転換させる格子結合器を含み得、位置合わせチャネル７４１２、位置合わせチャネル７４１４、位置合わせチャネル７４１６は高空間周波数のレーザ光を方向転換する格子結合器を含み得る。
[00938]次に図７５Ａおよび図７５Ｂを参照すると、レーザ源を水平次元において導波路チップに位置合わせする例示の方法を示す例示の図が示されている。具体的には、図７５Ａおよび図７５Ｂに示す例示の方法は、カメラ画素アレイによって検出された信号に基づいてレーザ源を水平次元において導波路チップに位置合わせし得る。
[00939]図７４に関連して上述した導波路チップ７４０２と同様に、図７５Ａおよび図７５Ｂに示す導波路チップ７５０３は、レーザ源が正しく位置合わせされているときにレーザ源が照準を合わせるべき正しいチャネル（例えば導波路のサンプルチャネルまたは参照チャネル）に対応する光チャネル７５１１を含み得る。例示の導波路チップ７５０３は、光チャネル７５１１から第１の側に位置づけられた位置合わせチャネル７５０５、位置合わせチャネル７５０７、および位置合わせチャネル７５０９と、光チャネル７５１１から第２の側に位置づけられた位置合わせチャネル７５１３、位置合わせチャネル７５１５、および位置合わせチャネル７５１７などであるがこれには限定されない１つまたは複数の追加の位置合わせチャネルを含み得る。
[00940]上述のものと同様に、位置合わせチャネル７５０５、位置合わせチャネル７５０７、および位置合わせチャネル７５０９は、高空間周波数のレーザ光を方向転換し得、一方、位置合わせチャネル７５１３、位置合わせチャネル７５１５、および位置合わせチャネル７５１７は、低空間周波数のレーザ光を方向転換し得る。実施形態によっては、位置合わせチャネル７５０５、位置合わせチャネル７５０７、位置合わせチャネル７５０９、位置合わせチャネル７５１３、位置合わせチャネル７５１５、および位置合わせチャネル７５１７のそれぞれが、異なる空間周波数のレーザ光を方向転換し得る。
[00941]実施形態によっては、例示の方法が、主機能導波路または導波路の主チャネルに結合するために、レーザ源または屈折もしくは反射させる光学素子を、水平次元において、導波路または複数の導波路に形成された格子から標的領域のいずれかの側に回折された光のパターンによって示される方向に移動させることを含み得る。実施形態によっては、本明細書で説明するように格子の位置または空間周波数は標的領域の一方の側と他方の側とで異なる。例えば、レーザ源７５０１はアクチュエータまたはモータによって水平次元において移動することができ、撮像コンポーネントは上述のように１つまたは複数の格子結合器スポットを検出し得る。例えば、撮像コンポーネントが高空間周波数を有する１つまたは複数の格子結合器スポットを検出すると、プロセッサは、レーザ源７５０１が左側に移動し過ぎたと判断することができ、レーザ源７５０１を図７５Ａに示すように右側に向かって移動させることができる。本明細書で使用する「左」および「右」という相対的な側は、レーザ源７５０１からのレーザ光の方向から導波路チップ７５０３を見る方向に基づく。別の実施例として、撮像コンポーネントが低空間周波数を有する１つまたは複数の格子結合器スポットを検出すると、プロセッサはレーザ源７５０１が右側に移動し過ぎたと判断することができ、図７５Ｂに示すようにレーザ源７５０１を左側に移動させ得る。実施形態によっては、位置合わせチャネル７５０５、位置合わせチャネル７５０７、位置合わせチャネル７５０９、位置合わせチャネル７５１３、位置合わせチャネル７５１５、および位置合わせチャネル７５１７のそれぞれが、異なる空間周波数のレーザ光を方向転換し得る。そのような実施形態では、プロセッサは検出された空間周波数に基づいてレーザ源７５０１の位置を判断することができ、レーザ源７５０１をそれに従って移動させ得る。実施形態によっては、プロセッサは、レーザ源７５０１が水平次元において正しく位置合わせされるまで、レーザ源を水平次元において連続して移動させ得る。
[00942]次に図７６Ａ、図７６Ｂ、および図７６Ｃを参照すると、レーザ源を垂直次元において導波路チップに位置合わせする例示の方法を示す例示の図が示されている。具体的には、図７６Ａ、図７６Ｂ、および図７６Ｃに示す例示の方法は、１つまたは複数の光ダイオードによって検出された信号に基づいて、垂直方向にレーザ源を導波路チップに位置合わせし得る。
[00943]図７６Ａ、図７６Ｂ、および図７６Ｃに示す実施例では、導波路マウント７６０１と、複数の層（例えば、第１の層７６０３および第２の層７６０５）を含む導波路チップと、流体カバー７６０７とが示されている。実施形態によっては、導波路チップは導波路マウント７６０１の上面に取り付けられる。実施形態によっては、流体カバー７６０７は導波路チップの上面に取り付けられる。実施形態によっては、第２の層７６０５は第１の層７６０３の上面に取り付けられる。
[00944]実施形態によっては、導波路マウント７６０１および導波路チップは、反射レーザ光の異なる反射率を有し得る。例えば、導波路マウント７６０１は９５％の反射率を有し得る。これに加えて、またはこれに代えて、導波路チップの第１の層７６０３は、シリコンを含み、４０％の反射率を有し得る。これに加えて、またはこれに代えて、導波路チップの第２の層７６０５は、４％の反射率を有する酸化シリコンを含み得る。
[00945]次に図７６Ａを参照すると、実施形態によっては、例示の方法はレーザ源７６０９の照準を導波路マウント７６０１に合わせることを含み得る。具体的には、レーザ源７６０９はレーザ光を放射することができ、レーザ光は上述のものと同様のビームスプリッタを通って進み得る。レーザ源７６０９の照準が導波路マウント７６０１に合わせられ、導波路マウント７６０１が９５％の反射率を有しているため、導波路マウント７６０１はビームスプリッタ７６１１に基づいてレーザ光を反射することができ、ビームスプリッタ７６１１はそのレーザ光を垂直次元において上方に光ダイオード７６１６に向かって方向転換させる。
[00946]実施形態によっては、例示の方法は、垂直次元におけるレーザ源７６０９の上方への移動を引き起こすことを含み得る。図７６Ａに示す実施例では、レーザ源７６０９とビームスプリッタ７６１１はレーザハウジング７６１５内に固定され、互いに位置合わせされている。実施形態によっては、レーザハウジング７６１５は垂直支持壁７６２１上に可動式に位置づけられる。例えば、レーザハウジング７６１５は１つまたは複数の摺動機構（例えば上述のスライダ／トラック機構）に取り付けられてよく、１つまたは複数の摺動機構上のレーザハウジング７６１５の位置は、１つまたは複数のアクチュエータまたはモータによって制御される（例えばアクチュエータまたはモータはトラック上のスライダの位置を制御し得る）。上述のように、アクチュエータまたはモータはプロセッサによって制御され、例示の方法は、レーザ源７６０９が垂直次元において上方に移動するように、プロセッサからアクチュエータまたはモータに制御信号を送信することを含み得る。
[00947]実施形態によっては、１つまたは複数の水平支持壁（例えば水平支持壁７６１９および水平支持壁７６２３）が垂直支持壁７６２１の内面に配置される。図７６Ａ、図７６Ｂおよび図７６Ｃに示す実施例では、１つまたは複数の光ダイオード７６１４が水平支持壁７６１９に取り付けられる。
[00948]実施形態によっては、レーザ源７６０９が垂直次元において上方に移動し続けると、レーザ源７６０９によって放射されるレーザ光が第１の層７６０３に達する。上述のように第１の層７６０３は（導波路マウント７６０１の９５％の反射率に対して）４０％の反射率を有する。したがって、レーザ源７６０９が垂直次元において上方に導波路マウント７６０１への照準合わせから第１の層７６０３への照準合わせに移動するにつれて、光ダイオード７６１６によって受光される光は暗くなる。
[00949]実施形態によっては、図７６Ｂに示すように、レーザ源７６０９が垂直次元において上方に移動し続けるとレーザ源７６０９によって放射されるレーザ光が第２の層７６０５に達する。上述のように、第１の層７６０３の反射率４０％に対して、第２の層７６０５は４％の反射率を有する。したがって、レーザ源７６０９が垂直次元において上方に第１の層７６０３への照準合わせから第２の層７６０５への照準合わせに移動するにつれて、光ダイオード７６１６によって受光される光は暗くなる。
[00950]実施形態によっては、処理回路は、検出された反射率に基づいて、レーザ源７６０９の照準が第２の層７６０５に合わされていると判断し得る。
[00951]次に図７７を参照すると、例示の図７７００が示されている。具体的には、例示の図７７００は、垂直次元における（例えば、図７６Ａから図７６Ｃに示す光ダイオード７６１６によって検出される）後方反射信号パワーとレーザ源（例えばレーザ源７６０９）の位置との例示の関係を示す。
[00952]例示の図７７００において、後方反射信号パワーの例示の閾値は、第２の層の反射率に相当する４％に設定されている。実施形態によっては、後方反射信号パワーは、光ダイオードによって検出される光信号のパワーをレーザ源によって放射される光のパワーで割ることによって計算され得る。実施形態によっては、レーザパワーの変化と反射率の変化とを区別するためにパワーモニタダイオードが実装される。
[00953]実施形態によっては、検出された後方反射信号パワーが４％を上回ると、プロセッサは（図７６Ａに示すように）レーザ源を垂直次元において上方に移動させ得る。検出された後方反射信号パワーが４％未満の場合、プロセッサは（少なくとも図７６Ｃに関連してさらに詳述するように）レーザ源を垂直次元において下方に移動させ得る。実施形態によっては、検出された後方反射信号パワーが約４％（例えば１５ｕｍ以内）である場合、プロセッサはレーザ源が垂直次元において正しく位置合わせされていると判断する。
[00954]図７６Ｂに戻って参照すると、実施形態によっては、プロセッサがレーザ源７６０９の照準が第２の層７６０５に合わせられていると判断した後は、例示の方法はレーザ源７６０９の垂直移動を停止させることと、レーザ源７６０９の水平移動を開始することとをさらに含む。実施形態によっては、プロセッサは、レーザ源７６０９が垂直次元において正しく位置合わせされていると判断してよく、水平次元におけるレーザ源の位置合わせを開始し得る。水平次元における位置合わせに関連する詳細については、少なくとも図７８、図７９Ａおよび図７９Ｂに関連してさらに説明する。
[00955]実施形態によっては、図７６Ｃに示すように、レーザ源７６０９が垂直次元において上方に移動し続けると、レーザ源７６０９は第２の層７６０５に対する照準合わせから流体カバー７６０７に対する照準合わせに意図せずに移動する可能性がある。実施形態によっては、流体カバー７６０７は、低反射率を有してよく、光ダイオード７６１６は反射光をほとんどまたはまったく検出しなくてもよく、図７７に示すように閾値未満の後方反射信号パワーを示す。この実施例では、プロセッサは、レーザ源７６０９が上方に移動し過ぎて、第２の層７６０５を過ぎたと判断することができ、レーザ源７６０９を垂直次元において下方に移動させ得る。
[00956]次に図７８を参照すると、例示の導波路チップ７８０２の例示の上面図７８００が示されている。具体的には、例示の上面図７８００は、上述のように水平次元におけるレーザ源の位置合わせを容易にし得る例示の導波路チップ７８０２上の例示の格子結合器パターンを示す。
[00957]図７８に示す実施例では、例示の導波路チップ７８０２は、レーザ源が正しく位置合わせされているときにレーザ源が照準を合わせるべき正しいチャネルに対応する光チャネル７８０４（例えば導波路のサンプルチャネルまたは参照チャネル）を含み得る。実施形態によっては、例示の導波路チップ７８０２の上面に流体カバー７８０５が配置され得る。
[00958]実施形態によっては、例示の導波路チップ７８０２は、位置合わせチャネル７８０６、位置合わせチャネル７８０８、位置合わせチャネル７８１０、位置合わせチャネル７８１２、位置合わせチャネル７８１４および位置合わせチャネル７８１６などであるがこれらには限定されない１つまたは複数の追加の位置合わせチャネルを含み得る。実施形態によっては、位置合わせチャネルのそれぞれが、位置合わせチャネル上にエッチングされた１つまたは複数の格子結合器（例えば位置合わせチャネル７８０６の格子結合器７８１８）を含み得る。
[00959]図７８に示す実施例では、光チャネル７８０４は導波路チップ７８０２を２つの側に分割し得る。すなわち、１つまたは複数の位置合わせチャネル（位置合わせチャネル７８０６、位置合わせチャネル７８０８、位置合わせチャネル７８１０を含む）が光チャネル７８０４から第１の側にエッチングされ、一方、１つまたは複数の位置合わせチャネル（位置合わせチャネル７８１２、位置合わせチャネル７８１４、位置合わせチャネル７８１６を含む）が光チャネル７８０４から第２の側にエッチングされる。実施形態によっては、光チャネル７８０４から第１の側にエッチングされた位置合わせチャネルは、光チャネル７８０４から第２の側の位置合わせチャネルにおける格子結合器のそれぞれの場所とは異なるようにそれぞれの位置合わせチャネルに配置された格子結合器を含み得る。
[00960]例えば、位置合わせチャネル７８０６、位置合わせチャネル７８０８および位置合わせチャネル７８１０は、位置合わせチャネル７８１２、位置合わせチャネル７８１４および位置合わせチャネル７８１６における格子結合器の場所と比較してレーザ源により近く配置された格子結合器を含み得る。上述のように、格子結合器のそれぞれがレーザ光を（例えば垂直次元において上方に）方向転換する。実施形態によっては、格子結合器のそれぞれから反射レーザ光を受光するために格子結合器のそれぞれの上方に１つまたは複数の光ダイオードが位置づけられる。実施形態によっては、１つまたは複数の光ダイオードのうちのいずれが反射レーザ光を検出するかに基づいて、プロセッサがレーザ源を水平次元において位置合わせし得る。
[00961]次に図７９Ａおよび図７９Ｂを参照すると、レーザ源を水平次元において導波路チップに位置合わせする例示の方法を示す例示の図が示されている。具体的には、図７９Ａおよび図７９Ｂに示す例示の方法は、１つまたは複数の光ダイオードによって検出された信号に基づいてレーザ源を水平次元において導波路チップに位置合わせし得る。
[00962]図７８に関連して上述した導波路チップ７８０２と同様に、図７９Ａおよび図７９Ｂに示す導波路チップ７９０３は、レーザ源が正しく位置合わせされているときにレーザ源が照準を合わせるべき正しいチャネルに相当する光チャネル７９１１（例えば導波路のサンプルチャネルまたは参照チャネル）を含み得る。例示の導波路チップ７９０３は、光チャネル７９１１から第１の側に位置づけられた位置合わせチャネル７９０５、位置合わせチャネル７９０７および位置合わせチャネル７９０９と、光チャネル７９１１から第２の側に位置づけられた位置合わせチャネル７９１３、位置合わせチャネル７９１５、位置合わせチャネル７９１７などであるがこれらには限定されない、１つまたは複数の追加の位置合わせチャネルを含み得る。
[00963]図７９Ａおよび図７９Ｂに示すように、位置合わせチャネル７９０５、位置合わせチャネル７９０７および位置合わせチャネル７９０９の格子結合器は、位置合わせチャネル７９１３、位置合わせチャネル７９１５および位置合わせチャネル７９１７の格子結合器の位置と比較してレーザ源７９０１により近く位置づけられている。実施形態によっては、位置合わせチャネル７９０５、位置合わせチャネル７９０７および位置合わせチャネル７９０９の上方に１つまたは複数の光ダイオードが位置づけられ、位置合わせチャネル７９１３、位置合わせチャネル７９１５および位置合わせチャネル７９１７の格子結合器の上方に１つまたは複数の光ダイオードが位置づけられ得る。
[00964]実施形態によっては、レーザ源７９０１は、アクチュエータまたはモータによって水平次元において移動可能であり、１つまたは複数の光ダイオードが上述のように１つまたは複数の信号を検出し得る。例えば、位置合わせチャネル７９０７の格子結合器の上方に位置づけられた１つまたは複数の光ダイオードが反射レーザ光を検出すると、プロセッサはレーザ源７９０１が左側に移動し過ぎたと判断することができ、図７９Ａに示すようにレーザ源７０５１を右側に向かって移動させ得る。本明細書で使用する「左」および「右」という相対的な側は、レーザ源７９０１からのレーザ光の方向から導波路チップ７９０３を見た方向に基づく。別の実施例として、位置合わせチャネル７９１３の格子結合器の上方に位置づけられた１つまたは複数の光ダイオードが反射レーザ光を検出すると、プロセッサは、レーザ源７９０１が右側に移動し過ぎたと判断することができ、図７９Ｂに示すようにレーザ源７９０１を左側に向かって移動させ得る。実施形態によっては、プロセッサは、光ダイオードのいずれもいかなる反射レーザ光も検出しないことに基づいてレーザ源７９０１が正しく位置合わせされるまでレーザ源を連続的に水平次元において移動させ得る。
[00965]実施形態によっては、レーザ源を導波路チップに位置合わせする例示の方法が提供される。実施形態によっては、垂直次元または水平次元におけるレーザ源の導波路への位置合わせ時、アクチュエータまたはモータがプロセッサによって判断された方向にレーザ源を約１００ｕｍ段階ずつ移動させることができ、上述の実施例に基づいて閾値が満たされると（例えば、空間周波数が変化すると、または光ダイオードが反射光を検出すると）、停止させることができる。実施形態によっては、本開示の実施例は、微調整モータを採用し得る。これに加えて、またはこれに代えて、レーザ源を垂直次元または水平次元において導波路に位置合わせするとき、目標閾値を超えるまでアクチュエータまたはモータがレーザ源をプロセッサによって判断された方向に連続して走らせてもよい。目標閾値を超えた後、プロセッサは目標閾値を再び超えるまでレーザ源を反対方向に移動させ得る。レーザ源を位置合わせするための最適な場所（例えば、目標閾値を超える厳密な場所）を判断するためにこのプロセスが繰り返され得る。
[00966]（例えば、採取サンプル中のウイルスの存在を検査する場合）サンプル検査に付随する多くの技術的難題のうちの１つは、偽陰性または偽陽性読み取りである。例えば、抗原検査または分子検査では、偽陰性読み取りを特定し、なくす必要がある。（例えば、綿棒または呼気／エアロゾルサンプル採集デバイスで採取された）サンプルの検査結果が陰性の場合、その結果が、採取サンプル中にウイルス性含有物がないためであるのかまたは採取されたサンプルの量が不十分なためであるのかを判断するのが困難な場合がある。
[00967]本開示の様々な実施形態は上記の難題を克服し得る。例えば、ウイルス検査のための呼気エアロゾルのサンプル採取時、採取サンプルが、ウイルス性含有物があるか否かを問わず（呼気エアロゾルがウイルス感染しているか否かを問わず）呼気エアロゾル中に自然に存在する１つまたは複数のタンパク質、生化学物質または酵素を含む場合がある。採取サンプル中のそのようなタンパク質、生化学物質および／または酵素の濃度レベルを分析することができ、それによって十分な量のサンプルが採取されたか否かを判断するための根拠が与えられ得る。したがって、本開示の様々な実施形態は、偽陰性結果を報告する可能性を低減またはなくし得る。
[00968]次に図８０を参照すると、例示の図８０００が示されている。具体的には、例示の図８０００は、サンプル媒体が矢印８００８によって示されている方向に導波路の流体チャネル８００２を流れる様子を示している。例えば、導波路は生物学的含有物の非ウイルス標識と生物学的含有物のウイルス標識とを含むサンプル媒体を受け入れるように構成され得る。
[00969]実施形態によっては、採取サンプル媒体は、生物学的含有物８００４のウイルス標識と生物学的含有物８００６の非ウイルス標識とを含み得る。本開示において、「生物学的含有物のウイルス標識」という用語は、採取サンプル中でサンプル検査デバイスによって検出された生物学的含有物の存在を示す、採取サンプル中のタンパク質／生化学物質／酵素を指す。生物学的含有物のウイルス標識の例には、サンプル検査デバイスによって検出するウイルス、サンプル検査デバイスによって検出するウイルスに関連するタンパク質片、および／または、ウイルス状態もしくは条件に関連するバイオマーカが含まれ得るがこれらには限定されない。「生物学的含有物の非ウイルス標識」という用語は、サンプル検査デバイスによって検出する生物学的含有物が採取サンプル中に存在するか否かにかかわりなく、採取サンプル中に常に存在するタンパク質／生化学物質／酵素を指す。生物学的含有物の非ウイルス標識の例には、吐出呼気中に常に存在する特定のアミノ酸および／または特定の揮発性有機化合物などが含まれ得るがこれらには限定されない。
[00970]次に図８１を参照すると、例示の方法８１００が示されている。具体的には、例示の方法８１００は、十分な量のサンプルが採取されたか否かを判断するために、タンパク質、生化学物質および／または酵素の最低存続濃度の利用を示している。採取サンプル中に最低濃度が確認されたら、正確な検査のための十分な量のサンプルが採取されたと判断することができる。
[00971]例示の方法８１００は、ステップ／動作８１０１で開始し、ステップ／動作８１０３に進む。ステップ／動作８０１３で、例示の方法８１００は、採取サンプル中の生物学的含有物の非ウイルス標識を検出すること、および／または、採取サンプル中の生物学的含有物の非ウイルス標識の濃度レベルを判断することを含む。
[00972]実施形態によっては、例示の方法８１００は、採取サンプル中の生物学的含有物の非ウイルス標識を検出するために、本開示による様々なサンプル検査デバイスを実装し得る。例えば、採取サンプルは、本明細書に記載の流体チャネルに供給され得る。実施形態によっては、流体チャネルは、生物学的含有物の非ウイルス標識の濃度レベルを検出するように構成され得る。一例として、流体チャネルは、採取サンプルが、採取サンプル中の生物学的含有物の非ウイルス標識を１ミリリットル当たり０．５質量含むことを検出し得る。
[00973]図８１に戻って参照すると、ステップ／動作８１０５で、例示の方法８１００は、生物学的含有物の非ウイルス標識の濃度レベルが閾値を満たすか否かを判断することを含む。
[00974]実施形態によっては、閾値は検査する生物学的含有物の非ウイルス標識、および／または検査する生物学的含有物のウイルス標識に基づいて決定され得る。例えば、生物学的含有物の非ウイルス標識の一種が、通常、採取サンプル中に１ミリリットル当たり１質量の濃度レベルを有する場合、閾値は１ミリリットル当たり１質量に設定され得る。別の例として、生物学的含有物のウイルス標識の一種の検出が、生物学的含有物の非ウイルス標識が少なくとも１ミリリットル当たり２質量である必要がある場合、閾値は１ミリリットル当たり２質量の濃度レベルに基づいて調整され得る。
[00975]実施形態によっては、閾値は、複数のサンプルの採取と、サンプル中の生物学的含有物の非ウイルス標識の平均値または平均濃度レベルの計算とに基づいて決定され得る。実施形態によっては、閾値は他の方法で決定され得る。
[00976]図８１に戻って参照すると、ステップ／動作８１０５で、生物学的含有物の非ウイルス標識の濃度レベルが閾値を満たす場合、例示の方法８１００は、ステップ／動作８１０７に進む。ステップ／動作８１０７で、例示の方法８１００は生物学的含有物のウイルス標識の量を検出することを含む。
[00977]上記の実施例から続けて、閾値が１ミリリットル当たり０．２質量であり、ステップ／動作８１０３で検出された生物学的含有物の非ウイルス標識の濃度レベルが１ミリリットル当たり０．５である場合、生物学的含有物の非ウイルス標識の濃度レベルは閾値を満たす。言い換えると、正確な検査を保証するのに十分な量のサンプルが採取されている。
[00978]実施形態によっては、例示の方法８１００は、採取サンプル中の生物学的含有物のウイルス標識の量を検出するために、本開示による様々なサンプル検査デバイスを実装し得る。例えば、採取サンプルは、本明細書に記載の流体チャネルに供給され得る。実施形態によっては、流体チャネルは生物学的含有物のウイルス標識の濃度レベルを検出するように構成され得る。
[00979]図８１に戻って参照すると、ステップ／動作８１０５で生物学的含有物の非ウイルス標識の量が閾値を満たさない場合、例示の方法８１００はステップ／動作８１０９に進む。ステップ／動作８１０９で、例示の方法８１００は警告信号を送信することを含み得る。
[00980]上記の例から続けて、閾値が１ミリリットル当たり１質量であり、ステップ／動作８１０３で検出された生物学的含有物の非ウイルス標識の濃度レベルが１ミリリットル当たり０．５質量である場合、生物学的含有物の非ウイルス標識の濃度レベルは閾値を満たさない。言い換えると、十分な量のサンプルが採取されなかった。
[00981]実施形態によっては、警告信号はプロセッサによって発生されて表示デバイス（コンピュータディスプレイなどであるがこれには限定されない）に送信され得る。例えば、警告信号は、表示デバイスに、十分な量のサンプルが採取されなかったこと、および／または検査結果が不正確である可能性があることをユーザに警告するメッセージを表示させてもよい。実施形態によっては、ユーザはその採取サンプルを廃棄し、新たなサンプルの採取を開始することができる。
[00982]図８１に戻って参照すると、ステップ／動作８１０７および／またはステップ／動作８１０９の後に、例示の方法８１００はステップ／動作８１１１で終了する。
[00983]次に図８２を参照すると、例示の方法８２００が示されている。具体的には、例示の方法８２００は、異なる採取サンプル中の生物学的含有物のウイルス標識の比較濃度レベルを補完するための生物学的含有物の非ウイルス標識の濃度レベルの使用を示す。
[00984]例示の方法８２００は、ステップ／動作８２０２で開始し、ステップ／動作８２０４に進む。ステップ／動作８２０４で、例示の方法８２００は、複数の採取サンプル中の生物学的含有物の非ウイルス標識の濃度レベルを検出することを含む。
[00985]図８１の少なくともステップ／動作８１０３に関連して上述したものと同様に、実施形態によっては、例示の方法８２００は、採取サンプル中の生物学的含有物の非ウイルス標識の濃度レベルを検出するために、本開示による様々なサンプル検査デバイスを実装し得る。
[00986]一例として、例示の方法８２００は、第１の採取サンプルが生物学的含有物の１ミリリットル当たり０．８質量の非ウイルス標識を含み、第２の採取サンプルが生物学的含有物の１ミリリットル当たり１．８質量の非ウイルス標識を含むと判断し得る。
[00987]ステップ／動作８２０６で、例示の方法８２００は、複数の採取サンプル中の生物学的含有物のウイルス標識の濃度レベルを検出することを含む。
[00988]図８１のステップ／動作８１０７に関連して上述したものと同様に、実施形態によっては、例示の方法８２００は、採取サンプル中の生物学的含有物のウイルス標識の濃度レベルを検出するために、本開示による様々なサンプル検査デバイスを実装し得る。
[00989]一例として、例示の方法８２００は、第１の採取サンプルが生物学的含有物の１ミリリットル当たり０．４質量のウイルス標識を含み、第２の採取サンプルが生物学的含有物の１ミリリットル当たり０．６質量のウイルス標識を含むと判断し得る。
[00990]図８２に戻って参照すると、ステップ／動作８２０８で、例示の方法８２００は、複数の採取サンプル中の生物学的含有物のウイルス標識の比較濃度レベルを計算することを含む。
[00991]本開示において、「生物学的含有物のウイルス標識の比較濃度レベル」という用語は、複数の採取サンプル中の生物学的含有物の非ウイルス標識の濃度レベルに基づく、複数の採取サンプルのうちの採取サンプル中の生物学的含有物のウイルス標識の正規化濃度レベルを指す。実施形態によっては、生物学的含有物の非ウイルス標識の濃度レベルは、異なる採取サンプル中の生物学的含有物のウイルス標識の濃度レベルを正規化するための基準の役割を果たし得る。実施形態によっては、生物学的含有物のウイルス標識の比較濃度レベルは、以下の式に基づいて計算される。
Figure 2021192028
 [00992]上式において、Ｃｃは、生物学的含有物のウイルス標識の比較濃度レベルを表し、Ｃｖは、生物学的含有物のウイルス標識の濃度レベルを表し、Ｃｎｖは、生物学的含有物の非ウイルス標識の濃度レベルを表す。
[00993]上記の実施例から続けると、第１の採取サンプルは生物学的含有物の１ミリリットル当たり０．８質量の非ウイルス標識と、生物学的含有物の１ミリリットル当たり０．４質量のウイルス標識を有する。したがって、第１の採取サンプルの生物学的含有物のウイルス標識の比較濃度レベルは０．５である。第２の採取サンプルは、生物学的含有物の１ミリリットル当たり１．８質量の非ウイルス標識と、生物学的含有物の１ミリリットル当たり０．６質量のウイルス標識とを有する。したがって、第２の採取サンプルの生物学的含有物のウイルス標識の比較濃度レベルは０．３３である。このような実施例では、第１の採取サンプルは第２の採取サンプルよりも高い生物学的含有物のウイルス標識の比較濃度レベルを有し、これは第１の採取サンプルが第２の採取サンプルよりも多く感染している可能性があることを示している。
[00994]図８２に戻って参照すると、ステップ／動作８２０８の後、例示の方法８１００はステップ／動作８２１０で終了する。
[00995]多くの多チャネル導波路照射には、チャネル間で不均一なレーザを生じさせる入力ビームスプリッタ、低い光効率、および／または高い所要入射パワーなどの技術的難題がある。例えば、チャネル数が多いほど、それらのチャネルを照射するのに必要な総入射パワーも大きくなり、必要な総入射パワーが大き過ぎて実際的ではなくなる場合がある。したがって、多チャネル導波路には代替の光入射方法が必要である。
[00996]本開示の様々な実施形態において、ウイルス変種検出に付随する技術的難題を有効に克服するために、サンプル検査デバイス（多チャネル導波路バイオセンサなど）は複数のウイルスの種類を同時に検出することができる。実施形態によっては、例示のサンプル検査デバイス（走査多チャネル導波路バイオセンサなど）が、導波路チャネルに入射を供給するために各導波路チャネルを走査するレーザビームを使用する。走査レーザビーム入射により、一度に１つのチャネルのみが照射され、それによって導波路内の各チャネルへのレーザビームの入射パワーが確実に同じになるようにする。したがって、本開示の様々な実施形態は、複数のチャネルに同じパワーを有するレーザビーム入射を供給する機構を提供する。実施形態によっては、例示のサンプル検査デバイス（走査多チャネル導波路バイオセンサなど）が、（任意により圧電アクチュエータとともに）ピッチおよびロール制御を使用するライン走査を提供することができ、それによって多チャネル導波路入射位置合わせ要件を満たすことができる。したがって、本開示の様々な実施形態は、低コストの解決策を与える電磁走査および位置合わせ制御を提供する。入射パワー効率などの様々な利点に加えて、レーザ光を一度に１つのチャネルに供給することで、隣接チャネル間のクロストークおよび望ましくない干渉も解消し、それによって低濃度生物検出の感度を向上させるクリーンな信号が提供される。
[00997]次に図８３Ａから図８３Ｅを参照すると、サンプル検査デバイス８３００に関連する様々な例示の図が示されている。具体的には、図８３Ａはサンプル検査デバイス８３００の例示の透視図を示す。図８３Ｂは、サンプル検査デバイス８３００の別の例示の透視図を示す。図８３Ｃは、サンプル検査デバイス８３００の例示の側面図を示す。図８３Ｄは、サンプル検査デバイス８３００の例示の上面図を示す。図８３Ｅは、図８３Ｃに示す線Ａ−Ａ’に沿った、矢印で示す方向から見たサンプル検査デバイス８３００の例示の断面図を示す。
[00998]次に図８３Ａおよび図８３Ｂを参照すると、例示のサンプル検査デバイス８３００は導波路プラットフォーム８３０１を含む。実施形態によっては、照準制御ベース８３０３と導波路ベース８３１７とが導波路プラットフォーム８３０１の上面に配置される。実施形態によっては、照準制御ベース８３０３は導波路ベース８３１７に隣接して配置される。
[00999]実施形態によっては、照準制御ベース８３０３の上面にレーザ源８３０５が配置される。実施形態によっては、レーザ源８３０５は、本明細書に記載のものと同様の、レーザビームを放射するように構成されたレーザダイオードを含み得る。実施形態によっては、レーザ源８３０５のレーザダイオードからのレーザ光は、図８３Ｅに示すようにコリメートレンズ８３０７によってコリメートされる。実施形態によっては、コリメートされたレーザビームは走査部材８３０９（電磁走査ミラーを含み得る）によって反射されてライン走査レーザビームを形成する。実施形態によっては、走査レーザビームは様々なレンズ（ｆシータレンズなど）によって繰り返し集束される。例えば、図８３Ａ、図８３Ｂ、図８３Ｄおよび図８３Ｅに示すように、走査レーザビームは集束レンズ８３１１、次に視野レンズ８３１３によって繰り返し集束される。
[001000]実施形態によっては、走査部材８３０９は、照準制御ベース８３０３上に取り付けられる。実施形態によっては、照準制御ベース８３０３は、照準制御ベース８３０３のピッチ制御およびロール制御のための少なくとも２つの電磁アクチュエータ（電磁アクチュエータ８３２７および電磁アクチュエータ８３２９など）を含み得る。実施形態によっては、電磁アクチュエータは、走査部材８３０９で反射されたレーザビームが導波路８３３１の入射端と位置合わせされ得るように照準制御ベース８３０３のピッチとロールを調整し得る。
[001001]例えば、次に図８３Ｃを参照すると、照準制御ベース８３０３は、照準制御ベース８３０３の上部８３３７の底面と照準制御ベース８３０３の底部８３３９の上面との間に挿入された軸受球８３３５を含み得る。そのような一実施例では、レーザ源８３０５および走査部材８３０９などのコンポーネントが照準制御ベース８３０３の上部８３３７の上面に配置される。これに加えて、またはこれに代えて、電磁アクチュエータのそれぞれが上部８３３７と底部８３３９との間に保持ばねを含み得る。実施形態によっては、保持ばねは、所与の場所において上部８３３７と底部８３３９との間の距離を調整するように構成される。例えば、（電磁アクチュエータ８３２７の）保持ばね８３４１と（電磁アクチュエータ８３２９の）保持ばね８３４５のそれぞれが、そのそれぞれの場所における上部８３３７と底部８３３９の間の距離を調整し、それによって照準制御ベース８３０３のピッチとロールを調整し得る。
[001002]上記に加えて、または上記に代えて、照準制御ベース８３０３は、導波路ベース８３１７を基準にした照準制御ベース８３０３の位置を調整するように構成された１つまたは複数のピエゾアクチュエータを含み得る。
[001003]実施形態によっては、導波路ベース８３１７は、複数のチャネルを有する導波路８３３１を含む。実施形態によっては、多チャネル導波路が、陰性参照チャネル８３３３Ａと、サンプルチャネル８３３３Ｂと、陽性参照チャネル８３３３Ｃとのための３つのグループに配置可能な複数のチャネルを含み得る。上述のものと同様に、各グループは開放窓チャネルおよび／または埋め込み参照チャネルを含む。例えば、サンプルチャネル８３３３Ｂは、１回の検査で複数のウイルス変種を検出するための様々な標的抗体が塗布される開放窓チャネルを含み得る。実施形態によっては、陰性参照チャネル８３３３Ａと陽性参照チャネル８３３３Ｃが、上述のものと同様に、低濃度ウイルス検出のための高い感度を保証するために、導波路信号変動およびドリフトを生じさせる可能性のある熱的干渉および構造的干渉を打ち消すためのリアルタイム参照を提供するように事前配置された埋め込み参照チャネルを含む。
[001004]実施形態によっては、繰り返し集束された走査ビームが導波路８３３１をチャネルからチャネルへと照射する。図８３Ｄに示す実施例では、走査ビームはチャネル８３３３Ａを照射し、次にチャネル８３３３Ｂを照射し、次にチャネル８３３３Ｃを照射し得る。実施形態によっては、走査部材８３０９は、詳細を本明細書で説明する走査ビームを形成するためにレーザ源８３０５からのレーザビームの角度を調整するように構成される。
[001005]実施形態によっては、サンプル検査デバイス８３００は、流体カバー８３１９をさらに含む。上述のものと同様に、流体カバー８３１９は導波路ベース８３１７の上面に配置され、複数の流体チャネルを形成する。実施形態によっては、流体チャネルのそれぞれが、サンプルを受け入れ、流体チャネルに供給するように構成された少なくとも１つの流入口（例えば流入口８３２１Ａ）と、サンプルを流体チャネルから排出するように構成された少なくとも１つの流出口（例えば流出口８３２１Ｂ）とを含み得る。
[001006]実施形態によっては、複数の流体チャネルのそれぞれが、導波路８３３１のチャネル（陰性参照チャネル、サンプルチャネル、および／または陽性参照チャネル）のうちの少なくとも１つのチャネルの上に配置される。例えば、ここで図８３Ｄを参照すると、実施形態によっては、陰性参照チャネル８３３３Ａは、対応する流体チャネルからの、ウイルスのない参照媒体で覆われる。実施形態によっては、サンプルチャネル８３３３Ｂは、対応する流体チャネルからの、検出のためのサンプル媒体で覆われる。実施形態によっては、陽性参照チャネル８３３３Ｃは、対応する流体チャネルからの、標的ウイルス代替物で覆われる。
[001007]実施形態によっては、サンプル検査デバイス８３００は、上述のものと同様の、干渉縞パターンを検出するように構成された撮像コンポーネント８３４７をさらに含む。
[001008]実施形態によっては、サンプル検査デバイス８３００は、導波路プラットフォーム８３０１と導波路ベース８３１７との間に配置された断熱材８３１５をさらに含む。実施形態によっては、断熱材８３１５は、温度変動によって生じる干渉縞パターンの影響を最小にするかまたは低減可能な断熱材料を含む。これに加えて、またはこれに代えて、サンプル検査デバイス８３００は、加熱／冷却パッド８３２３と電子通信する熱センサ８３２５を含む。例えば、熱センサ８３２５によって検知された温度に基づいて、プロセッサが、温度変動によって生じる干渉を最小にするかまたは低減するように、加熱／冷却パッド８３２３の温度を調整し得る。
[001009]実施形態によっては、サンプル検査デバイス８３００の大きさはシステム要件に基づいて設計され得る。例えば、図８３Ｄに示すサンプル検査デバイス８３００は、２６ミリメートルの幅Ｗと７６ミリメートルの長さＬとを有し得る。実施形態によっては、サンプル検査デバイス８３００の幅および／または長さは他の値であってもよい。
[001010]次に図８４Ａから図８４Ｄを参照すると、照準制御ベース８４００に関連する様々な例示の図が示されている。具体的には、図８４Ａは照準制御ベース８４００の例示の透視図を示す。図８４Ｂは照準制御ベース８４００の別の例示の透視図を示す。図８４Ｃは照準制御ベース８４００の例示の側面図を示す。図８４Ｄは照準制御ベース８４００の例示の上面図を示す。
[001011]図８３Ａから図８３Ｅに関連して上述したものと同様に、照準制御ベース８４００は、レーザビームを放射するように構成されたレーザ源８４０１を少なくとも含み得る。実施形態によっては、レーザビームは走査部材８４０３まで進み、走査部材８４０３はレーザビームを集束レンズ８４０５に向けて方向転換する。実施形態によっては、集束レンズ８４０５を通過した後、レーザビームはさらに視野レンズ８４０７を通過し、上述のものと同様の導波路の入射端に至る。
[001012]実施形態によっては、照準制御ベース８４００は、１つまたは複数の電磁アクチュエータ（例えば、電磁アクチュエータ８４１１および電磁アクチュエータ８４０９）を含み得る。図８４Ｃに示す実施例では、照準制御ベースは軸受球８４１３を含み得、１つまたは複数の電磁アクチュエータのそれぞれが、上述のものと同様に、照準制御ベース８４００のロールとピッチを制御するために、照準制御ベース８４００の１つまたは複数の場所において照準制御ベース８４００の上部８４４２と底部８４４４との間の距離を調整するように構成された１つまたは複数の保持ばね（例えば保持ばね８４１５および保持ばね８４１７）を含み得る。
[001013]実施形態によっては、照準制御ベース８４００の大きさはシステム要件に基づいて設計され得る。例えば、図８４Ｃに示すように、照準制御ベース８４００の高さＨは１３ミリメートルとし得る。これに加えて、またはこれに代えて、図８４Ｄに示すように、照準制御ベース８４００の長さＬは３６ミリメートルとし、および／または照準制御ベース８４００の幅は２６ミリメートルとし得る。これに加えて、またはこれに代えて、照準制御ベース８４００の高さ、長さおよび／または幅は他の値であってもよい。
[001014]次に図８５Ａから図８５Ｅを参照すると、走査部材８５００に関連する様々な例示の図が示されている。具体的には、図８５Ａは走査部材８５００の例示の透視図を示す。図８５Ｂは走査部材８５００の別の例示の分解図を示す。図８５Ｃは走査部材８５００の別の例示の分解図を示す。図８５Ｄは走査部材８５００の例示の側面図を示す。図８５Ｅは、走査部材８５００の共振可撓材８５０７の例示の透視図を示す。
[001015]図８５Ａから図８５Ｅに示す実施例では、例示の走査部材８５００は、基板８５０１と、コイル８５０３と、磁石８５０５と、共振可撓材８５０７と、走査ミラー８５０９と、スペーサ８５１１とを含む。
[001016]図８５Ａおよび図８５Ｂに示すように、コイル８５０３は基板８５０１の表面に配置される。図８５Ｂ、図８５Ｃおよび図８５Ｄに示すように、磁石８５０５は共振可撓材８５０７の第１の面に配置され、走査ミラー８５０９は共振可撓材８５０７の第１の面とは反対側の第２の面に配置される。実施形態によっては、スペーサ８５１１は、基板８５０１を共振可撓材８５０７に取り付け、磁石８５０５をコイル８５０３によって形成される中心リング内にあるように位置合わせする。
[001017]実施形態によっては、コイル８５０３に電流が流れると、電磁界が形成され、それによって磁石８５０５をコイル８５０３に向かって、またはコイル８５０３から離れるように移動させる。実施形態によっては、電磁界の強度はコイル８５０３を流れる電流の量によって制御される。したがって、コイル８５０３の電流を調整することによって磁石８５０５の移動を調整することができる。磁石８５０５は共振可撓材８５０７上に配置されており、共振可撓材８５０７はさらに走査ミラー８５０９に付着しているため、走査ミラー８５０９の位置が電磁界の強度に基づいて調整され得る。したがって、コイル８５０３の電流を調整することによって走査ミラー８５０９の位置を調整することができ、それによって上述のようにレーザビームにチャネルからチャネルへと走査するように指示する。
[001018]図８５Ｅは、例示の共振可撓材８５０７を示す。実施形態によっては、共振可撓材８５０７の表面が、スペーサ８５１１に取り付けられた第１の部分８５１３と、磁石８５０５に取り付けられた第３の部分８５１７とを含む。実施形態によっては、共振可撓材８５０７は、第１の部分８５１３と第３の部分８５１７との間に中央ヒンジ８５１５を含む。実施形態によっては、中央ヒンジ８５１５は可撓性である。
[001019]実施形態によっては、共振可撓材８５０７の大きさはシステム要件に基づいて設計され得る。例えば、共振可撓材８５０７は１１ミリメートルの長さＬと５．６ミリメートルの幅Ｗとを有し得る。実施形態によっては、長さＬおよび／または幅Ｗは他の値であってもよい。
[001020]様々な用途において、サンプル検査デバイス（導波路ウイルスセンサなど）は、制御された流量および注入タイミングによりサンプル媒体および参照媒体を送り込むために、マイクロ流体系を必要とする。本開示の様々な実施形態は、サンプル媒体および参照媒体の制御された流量および注入タイミングを実現するように構成された、導波路と、流体チャネルと、カートリッジ本体と、流体カバーとを含む統合導波路ウイルスセンサカートリッジ（「導波路カートリッジ」とも呼ぶ）を提供する。実施形態によっては、導波路カートリッジは、位置合わせフィーチャによるクイックプラグインの適用を可能にする。実施形態によっては、密閉および密封型導波路カートリッジが臨床使用要件を満たすためにバイオハザード管理規程に従って使い捨て可能である。
[001021]次に図８６Ａから図８６Ｆを参照すると、例示の導波路カートリッジ８６００が示されている。具体的には、図８６Ａは、上から見た導波路カートリッジ８６００の例示の透視図を示す。図８６Ｂは、下から見た導波路カートリッジ８６００の例示の透視図を示す。図８６Ｃは、導波路カートリッジ８６００の例示の分解図を示す。図８６Ｄは、導波路カートリッジ８６００の例示の上面図を示す。図８６Ｅは、導波路カートリッジ８６００の例示の側面図を示す。図８６Ｆは、導波路カートリッジ８６００の例示の底面図を示す。実施形態によっては、導波路カートリッジ８６００は使い捨てカートリッジとし得る。実施形態によっては、導波路カートリッジ８６００は、検体採取器とともに実装可能であり、呼吸器検体／呼気エアロゾル検体（例えば吐出呼気エアロゾル）および／または鼻腔綿棒検体などのサンプルを受け入れ得る。
[001022]図８６Ｃに示すように、例示の導波路カートリッジ８６００は、導波路８６０１と、流体チャネルプレート８６０３と、カートリッジ本体８６０５と、流体カバー８６０７と、排気フィルタ８６０９と、カートリッジカバー８６１１とを含む。実施形態によっては、流体チャネルプレート８６０３は、本明細書に記載の様々な実施例による流体ガスケットとして実現され得る。
[001023]実施形態によっては、システム所要時間を削減する（例えば５分未満）ように導波路８６０１および／または導波路カートリッジ８６００をレーザ源に位置合わせする１つまたは複数のレーザ位置合わせ方法、デバイス、および／またはシステムが実装され得る。実施形態によっては、導波路８６０１の温度は、本明細書に記載の１つまたは複数の温度制御技術を実装することによって、サンプルの検査全体を通して均一に維持され得る。実施形態によっては、流体チャネルプレート８６０３の底面が導波路８６０１の上面に配置される。実施形態によっては、流体チャネルプレート８６０３の流体チャネルのそれぞれが、上述のものと同様に、導波路８６０１のサンプルチャネルまたは参照チャネルのうちの１つと位置合わせされる。
[001024]実施形態によっては、カートリッジ本体８６０５の底面が流体チャネルプレート８６０３の上面に配置される。本明細書でさらに説明するように、カートリッジ本体８６０５の底面は複数の入口ポートおよび出口ポートを含む。実施形態によっては、出口ポートのそれぞれがサンプル媒体または参照媒体を流体チャネルプレート８６０３内の流体チャネルの１つに供給し、入口ポートのそれぞれが流体チャネルプレート８６０３内の流体チャネルの１つからサンプル媒体または参照媒体を受け入れ、その詳細は本明細書で説明する。
[001025]図８６Ｃに示す実施例では、カートリッジ本体８６０５は緩衝液貯蔵部８６１３と、参照ポート８６１９と、サンプルポート８６２５と、排出チャンバ８６３１とを含む。
[001026]実施形態によっては、流体カバー８６０７は、カートリッジ本体８６０５の上面に配置される。実施形態によっては、流体カバー８６０７はアクチュエータプッシュ８６１５と、参照注入管８６２１と、サンプル注入管８６２７とを含む。実施形態によっては、アクチュエータプッシュ８６１５はカートリッジ本体８６０５の緩衝液貯蔵部８６１３の上に位置合わせされる。実施形態によっては、参照注入管８６２１は参照ポート８６１９の上に位置合わせされる。実施形態によっては、サンプル注入管８６２７はサンプルポート８６２５の上に位置合わせされる。
[001027]実施形態によっては、排気フィルタ８６０９は、カートリッジ本体８６０５の上面に配置される。実施形態によっては、排気フィルタ８６０９は、カートリッジ本体８６０５の排出チャンバ８６３１を覆うように位置合わせされる。
[001028]実施形態によっては、カートリッジカバー８６１１は、流体カバー８６０７および／または排気フィルタ８６０９の上に配置される。実施形態によっては、カートリッジカバー８６１１は、アクチュエータ開口部８６１７と、参照開口部８６２３と、サンプル開口部８６２９と、排気開口部８６３３とを含む。実施形態によっては、アクチュエータ開口部８６１７は、アクチュエータプッシュ８６１５の上に位置合わせされる。実施形態によっては、参照開口部８６２３は、参照注入管８６２１の上に位置合わせされる。実施形態によっては、サンプル開口部８６２９は、サンプル注入管８６２７の上に位置合わせされる。実施形態によっては、排気開口部８６３３は、排気フィルタ８６０９の上に位置合わせされる。
[001029]図８６Ｂに示す実施例では、導波路８６０１の四隅がカートリッジ本体８６０５から露出しており、これによって光学的位置合わせを可能にする。実施形態によっては、導波路８６０１の底面も、温度制御のために加熱／冷却パッドに接触するように開放されている。
[001030]実施形態によっては、生物活性化された導波路８６０１の損傷を防ぐために、導波路カートリッジ８６００の組み立てにおいて局所的加熱のみを使用する熱かしめ結合法が実施され得る。これに加えて、またはこれに代えて、導波路カートリッジ８６００の組み立てにおいて他の方法も実施され得る。
[001031]例えば、導波路カートリッジ８６００は、カートリッジ本体８６０５と流体カバー８６０７と排気フィルタ８６０９とカートリッジカバー８６１１とを備えて事前組み立てされ得る。最終組み立ては、生物活性化された導波路８６０１を固定し、カートリッジ本体８６０５と導波路８６０１との間に流体チャネルプレート８６０３を密封するように、熱かしめによって行われる。実施形態によっては、次に、緩衝液貯蔵部８６１３内と流体チャネルプレート８６０３の流体チャネル内とを含めて、導波路カートリッジ８６００にＰＢＳ緩衝液が充填される（排出／廃棄物チャンバを除く）。
[001032]導波路カートリッジ８６００を使用するとき、導波路カートリッジ８６００は、導波路端面フィーチャを直接参照して光学位置合わせした状態で、読み取り計器内に入れられる。次に、参照ポート８６１９を通して参照媒体の注入が行われ、その後、サンプルポート８６２５を通してサンプル媒体の注入が行われる。注入後、次に、変形可能なアクチュエータプッシュ８６１５が押下され、それによって緩衝液貯蔵部８６１３内の緩衝液が押されて流体チャネルを通って移動する。図８６Ａから図８６Ｆに示す３チャネルの実施例では、流れはＰＢＳ緩衝液、流体、次にＰＢＳ緩衝液と同じ順序である。流体は、陽性参照チャネル内の標的代替物（例えば陽性参照媒体）と、陰性参照チャネル内の非ウイルスＰＢＳ（例えば陰性参照媒体）と、サンプルチャネル内の患者サンプル（例えばサンプル媒体）とを含む。順次流路が、検査結果を正確に導出するように参照チャネルとサンプルチャネルとから同期された信号を提供し、その詳細は本明細書で説明する。
[001033]実施形態によっては、導波路カートリッジ８６００の大きさはシステム要件に基づいて設計され得る。例えば、図８６Ｄに示すように、導波路カートリッジ８６００の幅Ｗは７４ミリメートルとし得る。これに加えて、またはこれに代えて、図８６Ｅに示すように、導波路カートリッジ８６００の高さＨは６８ミリメートルとし得る。これに加えて、またはこれに代えて、図８６Ｅに示すように、導波路カートリッジ８６００の長さＬは３１ミリメートルとし得る。これに加えて、またはこれに代えて、導波路８６０１の幅Ｗ’は４４ミリメートルとし得る。これに加えて、またはこれに代えて、幅Ｗ、高さＨ、長さＬおよび／または幅Ｗ’は、他の値であってもよい。
[001034]次に図８７Ａから図８７Ｃを参照すると、例示の導波路８７００が示されている。具体的には、図８７Ａは導波路８７００の例示の透視図を示す。図８７Ｂは導波路８７００の例示の上面図を示す。図８７Ｃは導波路８７００の例示の側面図を示す。
[001035]図８７Ａから図８７Ｃに示す実施例では、例示の導波路８７００は、サンプル媒体と参照媒体のための複数のチャネルを含む。例えば、例示の導波路８７００は、第１のチャネル８７０１と、第２のチャネル８７０３と、第３のチャネル８７０５とを含み得る。実施形態によっては、第１のチャネル８７０１と第３のチャネル８７０５は参照チャネル（例えば埋め込みチャネル）である。実施形態によっては、第２のチャネル８７０３はサンプルチャネル（例えば開放チャネル）である。例えば、第２のチャネル８７０３は、上述のものと同様に、サンプル中の病原体（ＳＡＲＳ−ＣｏＶ２病原体など）を検出および／または捕捉するように表面上に固定化された生物検定試薬を含み得る。捕捉は、上述のものと同様に、導波路８７００を進むレーザ光の伝播を変更する屈折率変化を引き起こす。エバネッセント変換機構により、例示の導波路８７００を使用したサンプルの検査は、きわめてわずかなサンプル調製しか必要としない。実施形態によっては、第１のチャネル８７０１と第３のチャネル８７０５は、リアルタイムのノイズ除去とサンプル中に存在するウイルス負荷の定量化を可能にする、並行陽性および陰性対照検定を供給し得る。エバネッセント変換機構により、診断にはきわめてわずかなサンプル調製しか必要としない。実施形態によっては、例示の導波路８７００は、３つより少ないかまたは３つより多い数のチャネルを含んでもよい。例えば、例示の導波路８７００は、１つまたは複数のサンプルを検査する場合の使用時に作動する８つの光チャネルを含んでもよい。
[001036]図８７Ｂおよび図８７Ｃに示すように、実施形態によっては、例示の導波路８７００の長さＬ１は３１０００マイクロメートルである。実施形態によっては、例示の導波路８７００内のチャネルの全長Ｌ２は３００００マイクロメートルである。実施形態によっては、各チャネルの開放窓部分の長さＬ３は１５０００マイクロメートルである。実施形態によっては、各チャネルの埋め込み部分の長さＬ４は８０００マイクロメートルである。実施形態によっては、例示の導波路８７００の幅Ｗは４４００マイクロメートルである。実施形態によっては、導波路８７００の高さＨは４００マイクロメートルである。実施形態によっては、導波路８７００の１つまたは複数の寸法が他の値であってもよい。
[001037]次に図８８Ａから図８８Ｄを参照すると、例示の流体チャネルプレート８８００が示されている。具体的には、図８８Ａは、流体チャネルプレート８８００の例示の透視図を示す。図８８Ｂは、流体チャネルプレート８８００の例示の上面図を示す。図８８Ｃは、図８８ＢのＡ−Ａ’で切り取った、矢印の方向から見た流体チャネルプレート８８００の例示の断面図を示す。図８８Ｄは、流体チャネルプレート８８００の例示の側面図を示す。
[001038]実施形態によっては、例示の流体チャネルプレート８８００は、導波路カートリッジの上面とカートリッジ本体との間を密封して複数の流体チャネルを形成するＰＤＭＳ成形加工によって製造され得る。図８８Ａから図８８Ｄに示す実施例では、例示の流体チャネルプレート８８００は、第１の流体チャネル８８０２と、第２の流体チャネル８８０４と、第３の流体チャネル８８０６とを含む。
[001039]実施形態によっては、第１の流体チャネル８８０２と第２の流体チャネル８８０４と第３の流体チャネル８８０６のそれぞれが、導波路カートリッジの導波路内のチャネルのうちの１つに対応し得る。例えば、図８７Ａから図８７Ｃに示す導波路８７００に関連して参照すると、例示の流体チャネルプレート８８００の第１の流体チャネル８８０２と第２の流体チャネル８８０４と第３の流体チャネル８８０６とは、それぞれ、第１のチャネル８７０１、第２のチャネル８７０３、および第３のチャネル８７０５の上に位置づけられ得る。実施形態によっては、導波路８７００が導波路カートリッジ内に位置づけられると、本明細書に記載のようにレーザビームが導波路を通して放射され得るように、導波路カートリッジが導波路８７００の入口と出口への光アクセスを提供する。
[001040]実施形態によっては、流体チャネルのそれぞれが入口開口部からサンプルを受け入れ、出口開口部からサンプルを排出し得る。図８８Ｃに示す実施例では、サンプルが入口開口部８８０８から第２の流体チャネル８８０４を通って流れ、出口開口部８８１０を通って第２の流体チャネル８８０４から流出する。実施形態によっては、入口開口部８８０８と出口開口部８８１０のそれぞれが、カートリッジ本体の出口ポートと入口ポートとに接続されることができ、その詳細は本明細書で説明する。
[001041]図８９Ａから図８９Ｅを参照すると、例示のカートリッジ本体８９００が示されている。具体的には、図８９Ａは、上から見たカートリッジ本体８９００の例示の透視図を示す。図９８Ｂは、下から見たカートリッジ本体８９００の例示の透視図を示す。図８９Ｃは、カートリッジ本体８９００の例示の上面図を示す。図８９Ｄは、カートリッジ本体８９００の例示の底面図を示す。図８９Ｅは、カートリッジ本体８９００の例示の側面図を示す。
[001042]実施形態によっては、カートリッジ本体８９００は環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）注入成形加工によって製造可能である。実施形態によっては、カートリッジ本体８９００は、下部ハウジングと、下部ハウジング上に配置されたガスケットと、ガスケット上に配置された上部ハウジングとを含み得る。 実施形態によっては、カートリッジ本体８９００は、様々な流体系と、緩衝液貯蔵部８９０１と、サンプル注入ポート８９２１と、サンプルループ８９２５と、参照注入ポート８９０５と、参照ループ８９０９と、排出チャンバ８９３３とを提供する。実施形態によっては、カートリッジ本体８９００内の様々なループと流体チャネルプレート内の様々なチャネルとが直列に接続されて流路を形成し、サンプル媒体と参照媒体間で厳密に同じ流量が保証され、その詳細については本明細書で説明されている。実施形態によっては、カートリッジ本体８９００はＡＢＳなどの材料を含み得る。
[001043]例えば、次に図８９Ｃ（例示の上面図）および図８９Ｄ（例示の底面図）を参照すると、参照ループ８９０９の端部ポートであるポート８９１１が接続され、流体チャネルプレートの第１の流体チャネルに投入流体を供給する。第１の流体チャネルはポート８９１３にも接続され、ポート８９１３に流体を流出させる。図８９Ｄに示すように、ポート８９１３は緩衝液ループ８９１５の一端であり、緩衝液ループ８９１５の他端は、流体チャネルプレート内の第２の流体チャネルに接続されて第２の流体チャネルに投入流体を供給するポート８９１７である。第２の流体チャネルはポート８９１９にも接続され、ポート８９１９に流体を流出させる。図８９Ｄに示すように、ポート８９１９はサンプルループ８９２５の一端であり、サンプルループ８９２５の他端は、流体チャネルプレート内の第３の流体チャネルに接続され、第３の流体チャネルに投入流体を供給するポート８９２７である。第３の流体チャネルはポート８９２９にも接続され、ポート８９２９に流体を流出させる。
[001044]実施形態によっては、緩衝液は、ポート８９０３に接続された緩衝液貯蔵部８９０１内に供給され得る。実施形態によっては、緩衝液は脱気されており、気泡がない。実施形態によっては、緩衝液貯蔵部８９０１内の緩衝液は９５ｍｌを超える量を有し得る。実施形態によっては、緩衝液貯蔵部８９０１内の緩衝液は他の値の量を有し得る。上述のように、ポート８９０３が参照ループ８９０９に接続されている。上述のように、導波路カートリッジのアクチュエータプッシュが押下されると、アクチュエータプッシュはさらに緩衝液貯蔵部８９０１内の緩衝液を押して流体チャネルを移動させる。
[001045]実施形態によっては、参照媒体が参照注入ポート８９０５に（例えばパンチスルー注入により）供給され、導波路カートリッジのアクチュエータプッシュが押下された後に参照注入ポート８９０５に接続されたポート８９０７を通って参照ループ８９０９まで進む。上述のように、参照ループ８９０９の端部は流体チャネルプレートの第１のチャネルに接続されたポート８９１１である。したがって、参照媒体は流体チャネルプレートの第１のチャネルを流れる。
[001046]上述のように、流体チャネルプレートの第１のチャネルはポート８９１３に接続されている。参照媒体が第１のチャネルを流れると、参照媒体は第１のチャネル内の緩衝液を、ポート８９１３を通して緩衝液ループ８９１５まで押し流す。上述のように、緩衝液ループ８９１５の端部は、第２のチャネルに接続されたポート８９１７である。したがって、緩衝液は第２の流体チャネルを流れ、サンプルループ８９２５に接続されたポート８９１９から流出する。
[001047]実施形態によっては、サンプル媒体が（例えばパンチスルー注入により）サンプル注入ポート８９２１に供給され、導波路カートリッジのアクチュエータプッシュが押下された後にサンプル注入ポート８９２１に接続されたポート８９２３を通ってサンプルループ８９２５まで進む。上述のように、サンプルループ８９２５の端部８９２７は流体チャネルプレートの第３のチャネルに接続されている。したがって、サンプル媒体は流体チャネルプレートの第３のチャネルを流れ、ポート８９２９から流出する。
[001048]実施形態によっては、ポート８９２８はポート８９３１を介して排出チャンバ８９３３に接続されている。したがって、サンプルは排出チャンバ８９３３内に排出され得る。
[001049]実施形態によっては、３０ｍＬのサンプル注入を含む７５ｍＬの総流量の必要を満たすために、緩衝液貯蔵部８９０１の容量は９５ｍＬを上回り、排出チャンバの容量は１１０ｍＬを上回り、サンプルループと参照ループのそれぞれの容量は３５ｍＬを上回る。実施形態によっては、１０分から１５分間で５ｕＬ／ｍｉｎから１５ｕＬ／ｍｉｎの範囲の定常流量が供給され得る。実施形態によっては、上記の要件、流量および／または容量のうちの１つまたは複数が他の値であってもよい。
[001050]実施形態によっては、カートリッジ本体の大きさはシステム要件に基づいて設計される。例えば、図８９Ｃに示すカートリッジ本体８９００の幅Ｗは７．４ミリメートルとし得る。図８９Ｅに示すカートリッジ本体８９００の高さＨは７．４ミリメートルとし得る。図８９Ｅに示すカートリッジ本体８９００の長さＬは３１ミリメートルとし得る。実施形態によっては、カートリッジ本体８９００の幅Ｗ、高さＨおよび／または長さＬは他の値であってもよい。
[001051]次に図９０Ａから図９０Ｅを参照すると、例示の流体カバー９０００が示されている。具体的には、図９０Ａは、上から見た流体カバー９０００の例示の透視図を示す。図９０Ｂは、下から見た流体カバー９０００の例示の透視図を示す。図９０Ｃは、流体カバー９０００の例示の上面図を示す。図９０Ｄは、流体カバー９０００の例示の側面図を示す。図９０Ｅは、流体カバー９０００の例示の底面図を示す。
[001052]実施形態によっては、流体カバー９０００は変形可能であり、精密変位制御下で緩衝液貯蔵部内の緩衝液を押し下げるように構成されたアクチュエータを備えたポンプとして機能することができる。例えば、流体カバー９０００は、射出成形加工によって形成されたシリコンゴムを含み得る。実施形態によっては、流体カバー９０００はＡＢＳなどの材料を含み得る。
[001053]図９０Ａから図９０Ｅに示す実施例では、例示の流体カバー９０００は、図８６Ａから図８６Ｆに関連して上述したアクチュエータプッシュ８６１５と、参照注入管８６２１と、サンプル注入管８６２７とに類似した、アクチュエータプッシュ９００６と、参照注入管９００４と、サンプル注入管９００２とを含む。
[001054]図９１Ａから図９１Ｃを参照すると、例示の排気フィルタ９１００が示されている。具体的には、図９１Ａは、排気フィルタ９１００の例示の透視図を示す。図９１Ｂは、排気フィルタ９１００の例示の側面図を示す。図９１Ｃは、排気フィルタ９１００の例示の底面図を示す。
[001055]実施形態によっては、排気フィルタ９１００は、環境リスクを生じさせずに導波路カートリッジからガス状物質を放出させることができるガス透過性ＰＴＦＥフィルタ排気孔を含み得る。
[001056]図９２Ａから図９２Ｃを参照すると、例示のカートリッジカバー９２００が示されている。具体的には、図９２Ａは、カートリッジカバー９２００の例示の透視図を示す。図９２Ｂは、カートリッジカバー９２００の例示の上面図を示す。図９２Ｃは、カートリッジカバー９２００の例示の側面図を示す。
[001057]実施形態によっては、例示のカートリッジカバー９２００は、ポリカーボネートを含み得、射出成形加工によって製造され得る。実施形態によっては、例示のカートリッジカバー９２００は、１つまたは複数の追加または代替の材料を含んでよく、１つまたは複数の追加または代替の加工により製造されてもよい。図９２Ａから図９２Ｃに示す実施例では、例示のカートリッジカバー９２００は、図８６Ａから図８６Ｆに関連して上述したアクチュエータ開口部８６１７と、参照開口部８６２３と、サンプル開口部８６２９と、排気開口部８６３３とに類似した、アクチュエータ開口部９２０２と、参照開口部９２０４と、サンプル開口部９２０６と、排気開口部９２０８とを含む。
[001058]多くの感染症／病原体がエアロゾル液滴を介して拡散し、特定の病原体（ウイルス、バクテリアなど）を識別可能なほとんどすべての生物学的検定が液体ベースの免疫学的検定に依存する。ウイルス検出に付随する技術的難題の１つは、その後の免疫学的検定のために大量の空気から十分な量のエアロゾルをいかにして効率的に採取するかである。別の技術的難題は、採集プロセス中に病原体を生存可能に維持することである。
[001059]多くのシステムが、空間内の空気のよりわずかな割合をサンプル採集する専用ポンプを備えたサンプル採集器を実装することに焦点を合わせている。このようなサンプル採集器の多くは、病原体のＲＮＡ／ＤＮＡ含有物を特定するようにも設計され、したがって病原体を（例えば全体として）生存可能に維持するようには設計されていない。病原体を完全な状態に維持することは、エアロゾル粒子がどの程度の感染力があったかを評価するのに重要である（例えば、生存不能ウイルスは他者に感染しないはずであるが、それでもＲＮＡ分析で陽性を示す場合がある）。
[001060]本開示の様々な実施形態によると、サンプル採取デバイスがエアコンディショナの凝縮器ユニットに組み込まれる。次に図９３Ａおよび図９３Ｂを参照すると、本開示の実施形態による例示のシステム９３００が示されている。
[001061]図９３Ａおよび図９３Ｂに示す実施例では、例示のシステム９３００は、エアコンディショニングユニットの一部とし得る、蒸発器ユニット９３０２と凝縮器ユニット９３０４とを含む。実施形態によっては、蒸発器ユニット９３０２は蒸発器コイル９３０８と送風器９３０６とを含む。実施形態によっては、凝縮器ユニット９３０４は、蒸発器コイル９３０８に接続された圧縮器９３１８と凝縮器コイル９３２０とを含む。
[001062]実施形態によっては、送風器９３０６は、蒸発器ユニット９３０２に空気を引き込み、および／または蒸発器ユニット９３０２から空気を押し出すように構成される。実施形態によっては、空気は蒸発器コイル９３０８を流れる。実施形態によっては、低温の液体冷媒が蒸発器コイル９３０８を循環する。例えば、凝縮器コイル９３２０は、蒸発器コイル９３０８を循環する液体冷媒によって吸収された熱を放熱することができ、圧縮器９３１８は凝縮器コイル９３２０と蒸発器コイル９３０８との間の循環を促し得る。実施形態によっては、送風器９３０６によって引き込まれた空気が蒸発器コイル９３０８に達すると、空気と凝縮器コイル９３２０との温度差に起因して凝縮が起こり、蒸発器コイル９３０８の外面に液体が形成され得る。実施形態によっては、表面に形成された液体は、送風器９３０６によって蒸発器ユニット９３０２内に送り込まれた、空間中の空気の多くからエアロゾル粒子を効率的に採取し得る。
[001063]図９３Ａに示す実施例では、蒸発器コイル９３０８から滴下する凝縮液９３１２を採取するために、凝縮液トレイ９３１０が蒸発器コイル９３０８の下に位置づけられる。実施形態によっては、サンプル採取デバイス９３１６は導管９３１４を介して凝縮液トレイ９３１０に接続されている。実施形態によっては、サンプル採取デバイス９３１６は、免疫学的検定を行う前に凝縮液９３１２中の病原体を生存可能に維持するための緩衝液を収容し得る。例えば、サンプル採取デバイス９３１６は、上述のものと同様の容器、貯蔵デバイス、および／またはカートリッジを含み得る。
[001064]上記に加えて、または上記に代えて、凝縮液トレイ９３１０は、凝縮液を採取するために凝縮器ユニット９３０４内の凝縮器コイル９３２０の下に位置づけることができ、サンプル採取デバイス９３１６は、凝縮液を受け取るように凝縮液トレイ９３１０に（例えば導管を介して）接続される。
[001065]実施形態によっては、蒸発器コイル９３０８および／または凝縮器コイル９３２０は、凝縮液をより効率的に、および／または迅速に採取するように改変される。例えば、本開示の様々な実施形態は、液滴形成と流体の重力式採取とを促進するために、蒸発器コイル９３０８および／または凝縮器コイル９３２０に１つまたは複数の疎水性層をコーティングすることを含み得る。
[001066]実施形態によっては、凝縮液トレイ９３１０は、免疫学的検定を直接可能にするように補強され得る。実施形態によっては、凝縮液トレイ９３１０は、本明細書に記載のサンプル検査デバイスなどであるがこれには限定されない、光学面、固定化抗体、変換機構および／または凝縮液トレイ９３１０のベースに組み込まれたその他の検査コンポーネントを含み得る。上記に加えて、または上記に代えて、凝縮液トレイ９３１０は、凝縮エアロゾル液体と混合し得る緩衝液を備える別個の液体貯蔵部を含んでもよく、緩衝液と混合した凝縮エアロゾル液体が、本明細書に記載の様々な実施例と同様の、免疫学的検定を行うための本明細書に記載のサンプル検査デバイス（導波路など）のチャネルにポンプ注入され得る。
[001067]本開示は、開示されている特定の実施例には限定されないことと、修正およびその他の実施例も添付の特許請求の範囲に含まれることが意図されていることとを理解されたい。本明細書では特定の用語が採用されているが、これらの用語は、特に明記されていない限り、一般的で説明的な意味でのみ使用されており、限定することを意図していない。

Claims (20)

  1. サンプル検査デバイスであって、
    前記サンプル検査デバイスの底面を画定する基板層と、
    前記基板層上に配置され、少なくとも１つの参照チャネルと、少なくとも１つのサンプルチャネルと、を含む導波路と、
    を含む、
    サンプル検査デバイス。
  2. 前記少なくとも１つの参照チャネルは、インターフェース層内の参照窓に関連付けられ、
    前記少なくとも１つのサンプルチャネルは、前記インターフェース層内の少なくとも１つのサンプル窓に関連付けられている、
    請求項１に記載のサンプル検査デバイス。
  3. 前記参照窓は密封され、参照媒体を収容する、
    請求項２に記載のサンプル検査デバイス。
  4. 前記少なくとも１つのサンプル窓は、サンプル媒体を受け入れるように構成されている、
    請求項２に記載のサンプル検査デバイス。
  5. スロットベースと、少なくとも１つの光学窓と、を含む分析器装置と、
    前記スロットベースに固定されたセンサカートリッジと、
    をさらに含み、
    前記少なくとも１つの光学窓は、前記センサカートリッジの入射窓または前記センサカートリッジの出射窓のうちの一方に位置合わせされ、
    前記センサカートリッジは、前記基板層と前記導波路とを含む、
    請求項１に記載のサンプル検査デバイス。
  6. 前記導波路の上面に配置されたサンプル採集器コンポーネントをさらに含み、
    前記サンプル採集器コンポーネントは、アノード素子を含む、
    請求項１に記載のサンプル検査デバイス。
  7. プロセッサをさらに含み、
    前記プロセッサは、
    レーザ源、または前記レーザ源によって放射されたレーザが屈折または反射される光学素子、を表面からの後方反射パワーの変化を検出するまで垂直次元において移動させることであって、前記導波路が埋め込まれた誘電体の固有反射率が、前記レーザが膜に入射する時点を示すための信号として使用される、移動させることと、
    主機能導波路に結合するために、前記レーザ源または前記レーザが屈折または反射される前記光学素子を水平次元において、前記導波路に形成された格子から標的領域のいずれかの側に回折された光のパターンによって示される方向に移動させること、
    によって、前記レーザ源を前記導波路に位置合わせするように構成され、
    前記格子の位置または空間周波数は、前記標的領域の一方の側と他方の側とで異なる、
    請求項１に記載のサンプル検査デバイス。
  8. 前記導波路は、生物学的含有物の非ウイルス標識と、生物学的含有物のウイルス標識と、を含むサンプル媒体を受け入れるように構成され、
    前記サンプル検査デバイスは、生物学的含有物の前記非ウイルス標識の濃度レベルが閾値を満たすか否かを判断するように構成されたプロセッサをさらに含む、
    請求項１に記載のサンプル検査デバイス。
  9. 前記導波路の第１の面上に配置された開口部層をさらに含み、
    前記開口部層は、前記導波路の前記第１の面のサンプル開口部と少なくとも部分的に重なる第１の開口部を含む、
    請求項８に記載のサンプル検査デバイス。
  10. 前記開口部層の上に位置づけられ、少なくとも１つの摺動機構を介して前記導波路に結合されたカバー層、をさらに含み、
    前記カバー層は、第２の開口部を含む、
    請求項９に記載のサンプル検査デバイス。
  11. 前記カバー層は、第１の位置と第２位置との間で移動可能であり、
    前記カバー層が前記第１の位置にあるとき、前記第２の開口部は前記第１の開口部に重なり、
    前記カバー層が前記第２の位置にあるとき、前記第２の開口部は前記第１の開口部に重ならない、
    請求項１０に記載のサンプル検査デバイス。
  12. 少なくとも１つの気流開口部材を含む外殻コンポーネントと、
    前記少なくとも１つの気流開口部材に対応する送風部材を含むベースコンポーネントと、
    をさらに含み、
    前記送風部材は、前記導波路へ空気を方向づけるように構成されている、
    請求項１に記載のサンプル検査デバイス。
  13. 前記導波路の底面に光を結合するように構成された光源をさらに含む、
    請求項１に記載のサンプル検査デバイス。
  14. 前記導波路の少なくとも１つの面上に配置された絶縁層をさらに含む、
    請求項１に記載のサンプル検査デバイス。
  15. 前記絶縁層の温度を制御するように構成された少なくとも１つのセンサをさらに含む、 請求項１４に記載のサンプル検査デバイス。
  16. 前記導波路を収容する熱的に制御された導波路ハウジングをさらに含む、
    請求項１に記載のサンプル検査デバイス。
  17. 前記基板層上に配置されたレンズアレイをさらに含み、
    前記レンズアレイは、前記導波路の入射端面へ光を方向づけるように構成されている、 請求項１に記載のサンプル検査デバイス。
  18. 前記レンズアレイは、複合放物面集光（ＣＰＣ）レンズアレイを含む、
    請求項１７に記載のサンプル検査デバイス。
  19. 前記レンズアレイは、マイクロＣＰＣレンズアレイを含む、
    請求項１７に記載のサンプル検査デバイス。
  20. 前記レンズアレイは、非対称ＣＰＣレンズアレイを含む、
    請求項１７に記載のサンプル検査デバイス。
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