基于光电子集成芯片的荧光成像装置及其制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于光电子集成芯片的荧光成像装置及其制备方法。所述基于光电子集成芯片的荧光成像装置包括：样品台；氮化镓光电子集成芯片，位于所述样品台上方，包括透明衬底、位于所述透明衬底朝向所述样品台一侧的透明LED器件、以及位于所述透明衬底背离所述样品台一侧的滤光器件，所述透明LED器件用于向所述样品台方向发射具有第一波长的发射光信号，所述滤光器件用于仅透过具有第二波长的激发荧光信号，所述第二波长大于所述第一波长；透镜，位于所述氮化镓光电子集成芯片上方；相机，位于所述透镜上方。本发明专利技术简化了荧光成像过程中的光路结构，缩小荧光成像装置的体积，简化荧光成像装置的制作流程。简化荧光成像装置的制作流程。简化荧光成像装置的制作流程。

【技术实现步骤摘要】
基于光电子集成芯片的荧光成像装置及其制备方法


[0001]本专利技术涉及荧光成像
，尤其涉及一种基于光电子集成芯片的荧光成像装置及其制备方法。

技术介绍

[0002]在生物样本检测、光谱分析等领域，当光源发射的检测光照射到样品上时，样品会激发出长波长的荧光，且样品的相关信息会加载在荧光上。之后，通过分光、滤光等器件采集激发荧光，以进行光谱数据分析。传统上，荧光成像装置内部需要复杂的光路结构，例如需要分别集成光源器件、分光器件和滤光器件等，并调整光源器件、分光器件和滤光等器件的相对位置关系，从而实现荧光激发、采集和成像等功能。这些复杂的光路结构不仅会造成荧光成像装置的成本增加，而且会导致荧光成像装置的体积庞大。另外，各独立的器件(例如光源器件、分光器件和滤光器件)之间位置的微小偏差，都会影响样品成像结果的准确度。
[0003]因此，如何简化荧光成像装置的光路结构，并提高荧光成像的准确度，是当前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种基于光电子集成芯片的荧光成像装置及其制备方法，用于解决现有的荧光成像装置光路结构较复杂的问题，并提高荧光成像的准确度。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于光电子集成芯片的荧光成像装置，包括：
[0006]样品台，用于承载待测样品；
[0007]氮化镓光电子集成芯片，位于所述样品台上方，包括透明衬底、位于所述透明衬底朝向所述样品台一侧的透明LED器件、以及位于所述透明衬底背离所述样品台一侧的滤光器件，所述透明LED器件用于向所述样品台方向发射具有第一波长的发射光信号，所述滤光器件用于仅透过具有第二波长的激发荧光信号，所述第二波长大于所述第一波长；
[0008]透镜，位于所述氮化镓光电子集成芯片上方，用于聚焦所述激发荧光信号；
[0009]相机，位于所述透镜上方，用于接收经所述透镜聚焦后的所述激发荧光信号，并根据所述激发荧光信号成像。
[0010]可选的，所述透明LED器件包括沿垂直于所述透明衬底的方向依次叠置的缓冲层、n
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GaN层、InGaN/GaN量子阱层、p
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GaN层；
[0011]所述n
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GaN层包括下台面和凸设于所述下台面表面的上台面，所述InGaN/GaN量子阱层位于所述上台面；所述透明LED器件还包括位于所述下台面上的n
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电极、以及位于所述p
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GaN层背离所述InGaN/GaN量子阱层的表面的p
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电极。
[0012]可选的，所述上台面、所述InGaN/GaN量子阱层、所述p
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GaN层和所述p
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电极均呈梳齿状；
[0013]在沿垂直于所述透明衬底的方向上，所述p
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电极的投影的长度和宽度均小于所述p
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GaN层的投影的长度和宽度。
[0014]可选的，所述滤光器件包括沿垂直于所述透明衬底的方向交替叠置的第一子层和第二子层，且所述第一子层与所述第二子层的折射率不同。
[0015]可选的，所述第一子层的材料为TiO2，所述第二子层的材料为SiO2。
[0016]可选的，在沿垂直于所述透明衬底的方向上，所述滤光器件的投影至少完全覆盖所述透明LED器件的投影。
[0017]可选的，还包括：
[0018]电路板，位于所述氮化镓光电子集成芯片背离所述样品台的一侧，用于驱动所述透明LED器件向所述样品台方向发射所述发射光信号；
[0019]调整架，所述电路板和所述透镜安装于所述调整架的相对两外侧，用于调整所述激光荧光射入所述透镜的方向。
[0020]为了解决上述问题，本专利技术还提供了一种基于光电子集成芯片的荧光成像装置的制备方法，包括如下步骤：
[0021]形成一氮化镓光电子集成芯片，所述氮化镓光电子集成芯片包括透明衬底、位于所述透明衬底正面的透明LED器件、以及位于所述透明衬底背面的滤光器件，所述透明LED器件用于沿所述背面指向所述正面的方向发射具有第一波长的发射光信号，所述滤光器件用于仅透过具有第二波长的激发荧光信号，所述第二波长大于所述第一波长；
[0022]于一用于承载待测样品的样品台上方形成光路结构，所述光路结构包括位于所述样品台上方的所述氮化镓光电子集成芯片、位于所述氮化镓光电子集成芯片上方的透镜、位于所述透镜上方的相机，所述透镜用于聚焦所述激发荧光信号，所述相机用于接收经所述透镜聚焦后的所述激发荧光信号，并根据所述激发荧光信号成像。
[0023]可选的，形成一氮化镓光电子集成芯片的具体步骤包括：
[0024]提供一透明衬底，所述透明衬底包括正面、以及与所述正面相对的背面；
[0025]于所述透明衬底的所述正面形成透明LED器件，所述透明LED器件包括沿垂直于所述正面的方向依次叠置的缓冲层、n
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GaN层、InGaN/GaN量子阱层、p
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GaN层，所述透明LED器件至少能够沿所述背面指向所述正面的方向发射具有第一波长的发射光信号；
[0026]于所述透明衬底的所述背面形成滤光器件，所述滤光器件用于仅透过具有第二波长的激发荧光信号，所述第二波长大于所述第一波长。
[0027]可选的，于所述透明衬底的所述背面形成滤光器件的具体步骤包括：
[0028]自所述透明衬底的所述背面开始减薄并抛光所述透明衬底；
[0029]沿垂直于所述正面的方向交替沉积具有不同折射率的第一子层和第二子层，形成所述滤光器件。
[0030]本专利技术提供的基于光电子集成芯片的荧光成像装置及其制备方法，通过形成包括透明LED器件和滤光器件的氮化镓光电子集成芯片，使得所述氮化镓光电子集成芯片同时具备发光功能和滤光功能，在荧光成像的过程中，可以直接利用所述透明LED器件向待测样品发射第一波长的检测光，而样品激发出的第二波长的荧光经所述滤光器件过滤之后可经透镜进入相机，在相机内成像，从而简化了荧光成像过程中的光路结构，缩小荧光成像装置的体积，简化荧光成像装置的制作流程，有助于提高荧光成像结果的准确度和可靠性，在生
物检测、荧光成像分析以及光通信等领域具有广泛的应用前景。
附图说明
[0031]附图1是本专利技术具体实施方式中基于光电子集成芯片的荧光成像装置的结构示意图；
[0032]附图2是本专利技术具体实施方式中氮化镓光电子集成芯片的截面示意图；
[0033]附图3是本专利技术具体实施方式中氮化镓光电子集成芯片的俯视结构示意图；
[0034]附图4是本专利技术具体实施方式中的氮化镓光电子集成芯片的工作原理图；
[0035]附图5是本专利技术具体实施方式中滤光器件的截面示意图；
[0036]附图6是本专利技术具体实施方式中基于光电子集成芯片的荧光成像装置的制备方法流程图。
具体实施方式
[0037]下面结合附图对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光电子集成芯片的荧光成像装置，其特征在于，包括：样品台，用于承载待测样品；氮化镓光电子集成芯片，位于所述样品台上方，包括透明衬底、位于所述透明衬底朝向所述样品台一侧的透明LED器件、以及位于所述透明衬底背离所述样品台一侧的滤光器件，所述透明LED器件用于向所述样品台方向发射具有第一波长的发射光信号，所述滤光器件用于仅透过具有第二波长的激发荧光信号，所述第二波长大于所述第一波长；透镜，位于所述氮化镓光电子集成芯片上方，用于聚焦所述激发荧光信号；相机，位于所述透镜上方，用于接收经所述透镜聚焦后的所述激发荧光信号，并根据所述激发荧光信号成像。2.根据权利要求1所述的基于光电子集成芯片的荧光成像装置，其特征在于，所述透明LED器件包括沿垂直于所述透明衬底的方向依次叠置的缓冲层、n
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GaN层、InGaN/GaN量子阱层、p
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GaN层；所述n
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GaN层包括下台面和凸设于所述下台面表面的上台面，所述InGaN/GaN量子阱层位于所述上台面；所述透明LED器件还包括位于所述下台面上的n
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电极、以及位于所述p
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GaN层背离所述InGaN/GaN量子阱层的表面的p
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电极。3.根据权利要求2所述的基于光电子集成芯片的荧光成像装置，其特征在于，所述上台面、所述InGaN/GaN量子阱层、所述p
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GaN层和所述p
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电极均呈梳齿状；在沿垂直于所述透明衬底的方向上，所述p
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电极的投影的长度和宽度均小于所述p
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GaN层的投影的长度和宽度。4.根据权利要求1所述的基于光电子集成芯片的荧光成像装置，其特征在于，所述滤光器件包括沿垂直于所述透明衬底的方向交替叠置的第一子层和第二子层，且所述第一子层与所述第二子层的折射率不同。5.根据权利要求4所述的基于光电子集成芯片的荧光成像装置，其特征在于，所述第一子层的材料为TiO2，所述第二子层的材料为SiO2。6.根据权利要求1所述的基于光电子集成芯片的荧光成像装置，其特征在于，在沿垂直于所述透明衬底的...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋元，王永进，高绪敏，石帆，严嘉彬，秦飞飞，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：