微流体的检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术实施例公开了一种微流体的检测装置，该检测装置包括：可调谐激光器设置于锥形光纤的第一端，锥形光纤架设于回音壁模式光学微腔的上方；当微流体流经回音壁模式光学微腔时，可调谐激光器向锥形光纤的第一端输入波长变化的第一扫频激光；锥形光纤将第一扫频激光耦合到回音壁模式光学微腔；回音壁模式光学微腔对第一扫频激光中满足谐振条件的激光进行谐振和对第一扫频激光中不满足谐振条件的激光进行透射；锥形光纤还从锥形光纤的第二端输出通过回音壁模式微腔透射得到的第二扫频激光；第二扫频激光中携带有用于表征微流体成分变化的信息。本实用新型专利技术实施例能够对极细流道内的微流体成分进行实时在线监测，并且能达到很高的探测精度。

【技术实现步骤摘要】
微流体的检测装置
本技术实施例涉及光电传感领域，尤其涉及一种微流体的检测装置。
技术介绍
随着现代生物医学和升华检验的发展，在实际的医学、生命研究或化工领域，通常需要对极细流道内的微流体成分进行实时检测分析，或者监控其变化情况，相比其他技术，光学技术具有探测速度快、精度高等一系列优点，但是如何利用光学技术对极细流道内的微流体成分进行实时在线监测、无干扰、并达到很高的探测精度，仍然是目前的主要难点。
技术实现思路
有鉴于此，本技术实施例中提供了一种微流体的检测装置，以提供一种高精度、成本低的监控微细流道内的微流体成分变化的检测方案。本技术实施例中提供了一种微流体的检测装置，该装置包括：可调谐激光器、锥形光纤和回音壁模式光学微腔；其中，所述可调谐激光器设置于所述锥形光纤的第一端，所述锥形光纤架设于所述回音壁模式光学微腔的上方；所述可调谐激光器，用于当微流体流经所述回音壁模式光学微腔时，向所述锥形光纤的第一端输入波长变化的第一扫频激光；所述锥形光纤，用于将所述第一扫频激光耦合到所述回音壁模式光学微腔；所述回音壁模式光学微腔，用于对所述第一扫频激光中满足谐振条件的激光进行谐振和对所述第一扫频激光中不满足谐振条件的激光进行透射；所述锥形光纤，还用于从所述锥形光纤的第二端输出通过所述回音壁模式微腔透射得到的第二扫频激光；所述第二扫频激光中携带有用于表征所述微流体成分变化的信息。可选地，所述可调谐激光器为可调谐垂直腔面发射激光器VCSEL，所述可调谐激光器在扫频模式下连续输出不同波长的第一扫频激光。可选地，所述锥形光纤为熔锥光纤，所述熔锥光纤可以由普通光纤加热拉制而成。可选地，所述回音壁模式光学微腔中设置有微流体管道，所述微流体管道的管道内直径为20微米-80微米，管道外直径为70微米-160微米。可选地，所述微流体管道的两侧分别设置有流入端口和流出端口，所述微流体从所述微流体管道的流入端口流入，并从所述微流体管道的流出端口流出。可选地，所述回音壁模式光学微腔为：微泡型回音壁模式光学微腔，所述微泡型回音壁模式光学微腔的微泡外直径为80微米-400微米，微泡的微泡壁厚度为2微米-20微米。可选地，所述回音壁模式光学微腔中的谐振条件为：mλ＝neffπD，其中，neff为光学微腔的有效折射率，D为光学微腔的外直径，λ为谐振波长，m为正整数。可选地，所述装置还包括：光电探测器，与所述锥形光纤的第二端耦合连接，用于检测从所述锥形光纤的第二端输出的所述第二扫频激光，并将所述第二扫频激光转换为所述第二扫频激光对应的电信号；信号分析仪，与所述光电探测器连接，用于对接收的所述第二扫频激光对应的电信号进行分析，得到所述第二扫频激光的光学信息；其中，所述第二扫频激光的光学信息反映所述微流体成分的变化情况。本技术实施例中提供的微流体的检测装置，该检测装置包括：可调谐激光器设置于锥形光纤的第一端，锥形光纤架设于回音壁模式光学微腔的上方；当微流体流经回音壁模式光学微腔时，可调谐激光器向锥形光纤的第一端输入波长变化的第一扫频激光；锥形光纤将第一扫频激光耦合到回音壁模式光学微腔；回音壁模式光学微腔对第一扫频激光中满足谐振条件的激光进行谐振和对第一扫频激光中不满足谐振条件的激光进行透射；锥形光纤还从锥形光纤的第二端输出通过回音壁模式微腔透射得到的第二扫频激光；第二扫频激光中携带有用于表征微流体成分变化的信息。本技术实施例中提供一种高精度、成本低的监控微细流道内的微流体成分变化的检测方案，能够对极细流道内的微流体成分进行实时在线监测、无干扰、并且达到很高的探测精度。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是本技术实施例中提供的一种微流体的检测装置的横截面示意图；图2是本技术实施例中提供的一种微流体的检测装置的结构示意图；图3是本技术实施例中提供的一种可调谐垂直腔面发射激光器VCSEL的结构示意图；图4是本技术实施例中提供的一种微流体的检测方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外，还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。图1是本技术实施例中提供的一种微流体的检测装置的横截面示意图，本技术实施例可适用于对极细流道内的微流体成分进行实时在线监测的情况。如图1所示，本技术实施例中提供的微流体的检测装置可以包括：可调谐激光器101、锥形光纤102和回音壁模式光学微腔103。其中：可调谐激光器101可以设置于锥形光纤102的第一端，锥形光纤102架设于回音壁模式光学微腔103的上方。可调谐激光器101可以用于当微流体104流经回音壁模式光学微腔103时，向锥形光纤102的第一端输入波长变化的第一扫频激光。锥形光纤102可以用于将第一扫频激光耦合到回音壁模式光学微腔103。回音壁模式光学微腔103可以用于对第一扫频激光中满足谐振条件的激光进行谐振和对第一扫频激光中不满足谐振条件的激光进行透射。锥形光纤102还可以用于从锥形光纤102的第二端输出通过回音壁模式微腔103透射得到的第二扫频激光。其中，第二扫频激光中携带有用于表征微流体104成分变化的信息。在本技术实施例中，参见图1，可调谐激光器101可以设置在锥形光纤102的第一端，可调谐激光器101发出的光通过直接耦合或透镜耦合的方式进入锥形光纤102。锥形光纤102可以架设于回音壁模式光学微腔103的上方，且保持锥形光纤102最细处与光学微腔103之间的间距足够小，以使可调谐激光器101发出的激光可以耦合到回音壁模式光学微腔103中。在本技术实施例中，通过控制信号可以控制可调谐激光器101工作在连续扫频模式。当可调谐激光器101在小范围进行扫描时，比如扫描范围为100pm至300pm，可调谐激光器101可以在连续扫频模式下产生波长随着时间进行周期性变化的第一扫频激光。当需要对流经回音壁模式光学微腔103的微流体104的成分变化进行检测时，通过可调谐激光器101可以产生波长随着时间进行周期性变化的第一扫频激光，并向锥形光纤102的第一端输入随时间进行周期性变化的第一扫频激光。可调谐激光器的成本低并可实现波长动态扫描，通过可调谐激光器输出波长周期性变化的激光可以对微流体进行实时动态监测。光学微腔可以是指尺寸在几微米到几百微米的光学谐振腔，光学谐振腔可以为光提供一个反馈回路，使光可以在光学微腔中进行来回振荡。由于反馈回路的存在，谐振腔可以对在在光学谐振腔中振荡的光场进行限制。当然并不是所有波长的光都可以在光学谐振腔中进行振荡，而是满足谐振腔所提供的边界条件的光波才可以稳定的存在于光学谐振腔中。在本技术实施例中，图2是本技术实施例中提供的一种微流体的检测装置的结构示意图。参加图2，当锥形光纤102的第一端接收到第一扫频激光时，可以将第一扫频激光耦合到回音壁模式光学微腔103中，并且回音壁模式光学微腔103的腔体可以通过微流体104，即回音壁模式光学微腔103的腔体中可以填充有微流体104，从而改变回本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微流体的检测装置，其特征在于，包括：可调谐激光器、锥形光纤和回音壁模式光学微腔；其中，所述可调谐激光器设置于所述锥形光纤的第一端，所述锥形光纤架设于所述回音壁模式光学微腔的上方；所述可调谐激光器，用于当微流体流经所述回音壁模式光学微腔时，向所述锥形光纤的第一端输入波长变化的第一扫频激光；所述锥形光纤，用于将所述第一扫频激光耦合到所述回音壁模式光学微腔；所述回音壁模式光学微腔，用于对所述第一扫频激光中满足谐振条件的激光进行谐振和对所述第一扫频激光中不满足谐振条件的激光进行透射；所述锥形光纤，还用于从所述锥形光纤的第二端输出通过所述回音壁模式微腔透射得到的第二扫频激光；所述第二扫频激光中携带有用于表征所述微流体成分变化的信息。

【技术特征摘要】
1.一种微流体的检测装置，其特征在于，包括：可调谐激光器、锥形光纤和回音壁模式光学微腔；其中，所述可调谐激光器设置于所述锥形光纤的第一端，所述锥形光纤架设于所述回音壁模式光学微腔的上方；所述可调谐激光器，用于当微流体流经所述回音壁模式光学微腔时，向所述锥形光纤的第一端输入波长变化的第一扫频激光；所述锥形光纤，用于将所述第一扫频激光耦合到所述回音壁模式光学微腔；所述回音壁模式光学微腔，用于对所述第一扫频激光中满足谐振条件的激光进行谐振和对所述第一扫频激光中不满足谐振条件的激光进行透射；所述锥形光纤，还用于从所述锥形光纤的第二端输出通过所述回音壁模式微腔透射得到的第二扫频激光；所述第二扫频激光中携带有用于表征所述微流体成分变化的信息。2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述可调谐激光器为可调谐垂直腔面发射激光器VCSEL，所述可调谐激光器在扫频模式下连续输出不同波长的第一扫频激光。3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述锥形光纤为熔锥光纤，所述熔锥光纤由普通光纤加热拉制而成。4.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述回音壁模式光学微腔中设置有微流体管道，所述微流体管道的管道内...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢启浩，付红岩，陈震旻，
申请(专利权)人：清华伯克利深圳学院筹备办公室，
类型：新型
国别省市：广东,44