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一种化学成份检测微纳光学传感器及其制作与检测方法技术

技术编号:31455997 阅读:32 留言:0更新日期:2021-12-18 11:22
提供一种化学成分检测微纳光学传感器及其制作与测量方法,包括硅基片,硅基片设置有光源、检测腔、光接收器,硅基片在光源与检测腔之间开设第一沟槽,在检测腔与光接收器之间开设第二沟槽,第一沟槽、第二沟槽内充满经液体灌注,固化后用作使光线定向传输的光波导材料,固化后的光波导材料在检测腔的两侧分别形成呈凸起圆弧形的聚光壁,从光源依次经第一沟槽内的光波导材料、检测腔、第二沟槽内的光波导材料至光接收器形成光通路;光源所发出光的波长正是只有所要检测的化学成分所能吸收的光的波长,光接收器是能接收的光并能转换成电参数值的光接收器;使用前先进行标定,获得标定关系后,就可以在现场测量。就可以在现场测量。就可以在现场测量。

【技术实现步骤摘要】
一种化学成份检测微纳光学传感器及其制作与检测方法


[0001]本专利技术涉及光谱吸收检测与微纳传感器
,具体涉及一种用于检测水体或大气环境中化学成分含量的微纳光学传感器及其制作方法与检测方法。

技术介绍

[0002]当光经过待测的液体或气体等时,待测物质可以吸收掉部分波长的光,具体吸收的光的波长与待测物质中的化学成分相关。利用这个原理可以设计出一类基于光谱吸收原理的化学成分分析的测量装置,其使用场景不局限于水体中、大气中。就目前而言,这一类装置体积普遍较为庞大,且需要采样带回进行测量。利用先进的技术,是否可以设计一款可现场检测或在线监测水体、大气中等某些化学成分的传感器替代原有的装置,且可以做到体积很小、方便携带。
[0003]目前大多数的基于光谱吸收原理的测量水或空气中等化学成分的装置是基于光谱仪的,由于光谱仪的体积很大,这也就限制了装置的使用场景,且需要到现场采样带回实验室进行分析,非常的不方便,也不可以做到在线检测。
[0004]微纳传感器是近几年传感器领域的热门方向,且目前国家正在大力扶持和发展微纳传感器领域。因为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检测某种化学成分含量的微纳光学传感器,包括硅基片(1),其特征在于,所述硅基片(1)设置有光源(2)、用于容纳待检测介质的检测腔(3)、光接收器(4),所述硅基片(1),在光源(2)与检测腔(3)之间开设第一沟槽(5),在检测腔(3)与光接收器(4)之间开设第二沟槽(6),所述第一沟槽(5)、第二沟槽(6)内充满经液体灌注,固化后用作使光线定向传输的光波导材料,所述固化后的光波导材料在检测腔(3)的两侧分别形成呈凸起圆弧形的聚光壁,从所述光源(2)依次经第一沟槽(5)内的光波导材料、检测腔(3)、第二沟槽(6)内的光波导材料至光接收器(4)形成光通路;所述光源(2)所发出光的波长正是只有所要检测的化学成分所能吸收的光的波长,所述光接收器(4)是能接收所述的光并能转换成电参数值的光接收器(4)。2.如权利要求1所述的微纳光学传感器,其特征在于,所述硅基片(1)呈桌子形状,包括桌面板(7),桌面板(7)下面为经蚀刻形成的对外界开放的检测腔(3),检测腔(3)的两侧为相对而立2个侧壁(8),2个侧壁(8)相对的内侧面(9)均呈凸起圆弧形,所述第一沟槽(5)、第二沟槽(6)从桌面板(7)各自向下贯穿2个侧壁(8),所述第一沟槽(5)、第二沟槽(6)各自包括相互连通的扇形腔(10)与矩形腔(11),在硅基片(1)桌面(12)各自留下扇形开口与矩形开口,所述光波导材料按扇形腔(10)形状在所述2个侧壁(8)相对的内侧面(9)呈凸起圆弧形,所述光源(2)、光接收器(4)分别设置在这2个矩形腔(11)上开口的上方。3.如权利要求1所述的微纳光学传感器,其特征在于,所述用作使光线定向传输的光波导材料的光波导材料为SU

8光刻胶,光源(2)选用固定波长的LED发光器或闪烁氙灯裸灯,光接收器(4)选择光敏管或光电二极管。4.如权利要求2所述的微纳光学传感器,其特征在于,所述第二沟槽(6)的扇形腔(10)大于第一沟槽(5)的扇形腔(10)。5.如权利要求2所述的微纳光学传感器,其特征在于,所述光源(2)、光接收器(4)上方设置玻璃盖板(13)。6.一种用于检测某种化学成分含量的微纳光学传感器的制作方法,选用表面为晶面的双面抛光单晶硅片作为所述硅基片(1)材料,其特征在于,按先后顺序包括以下工序:工序一、所述硅基片(1)材料的选用、表面处理。工序二、所述硅基片(1)的蚀刻成型加工,在所述第一沟槽(5)、第二沟槽(6)内注入光波导材料,固化后形成光通路;工序三、将光源(2)、光接收器(4)粘贴在基片对应的开口处,从光接收器(4)引出外接导线;工序四、最后进行外壳封装。7.如权利要求6所述的微纳光学传感器的制作方法,用于如权利要求1所述的微纳光学传感器的制作,其特征在于,所述工序二的蚀刻成型加工为:先进行所述检测腔(3...

【专利技术属性】
技术研发人员:鹿胜康金庆辉郜晚蕾管轶华冯璐璠
申请(专利权)人:宁波大学
类型:发明
国别省市:

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