[发明专利]一种应用于智能手机上的光波导生物传感器有效

专利信息
申请号: 201410390582.9 申请日: 2014-08-08
公开(公告)号: CN104155244B 公开(公告)日: 2017-05-03
发明(设计)人: 李明宇;陈阳晴;于放;杨畅;唐龙华;宋金岩;何建军 申请(专利权)人: 浙江大学
主分类号: G01N21/17 分类号: G01N21/17
代理公司: 杭州求是专利事务所有限公司33200 代理人: 邱启旺
地址: 310058 浙江*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 应用于 智能手机 波导 生物 传感器
【权利要求书】:

1.一种应用于智能手机上的光波导生物传感器,其特征在于,包括智能手机(1)、光波导生物传感器芯片(2)、固定夹具(3)和聚焦透镜(4);其中,所述智能手机(1)的LED闪光灯(11)和摄像头(12)分别作为光波导生物传感器芯片(2)的入射光源和探测器;

所述光波导生物传感器芯片(2)包括光栅耦合输入波导(204)、Y分支波导(22)和多个传感器芯片单元(21);Y分支波导(22)的输入端连接光栅耦合输入波导(204),每个输出端连接一传感器芯片单元(21);每个传感器芯片单元(21)包括与Y分支波导(22)的输出端相连的光栅耦合参考光输出波导(205),与Y分支波导(22)的输出端波导相耦合的参照环形谐振腔(206)、与参照环形谐振腔(206)相耦合的连接波导(207)、与连接波导(207)相耦合的传感环形谐振腔(208)、与传感环形谐振腔(208)相耦合的光栅耦合信号光输出波导(209);所述传感环形谐振腔(208)上开有传感窗口(210),传感环形谐振腔(208)的波导表面具有特异性吸附生物表面膜,传感窗口(210)被微流通道(211)覆盖;被测液体通过微流通道(211)引入传感环形谐振腔(208),传感环形谐振腔(208)中至少有一部分波导与被测液体接触;所述微流通道(211)具有被测液体的输入端(212)和输出端(213);所述多个传感器芯片单元(21)的光栅耦合参考光输出波导(205)和光栅耦合信号光输出波导(209)组成一光栅耦合输出波导阵列(23);

所述固定夹具(3)将光波导生物传感器芯片(2)固定在智能手机(1)上,使智能手机(1)中LED闪光灯(11)发出的光经过聚焦透镜(4)后,透过光波导生物传感器芯片(2)的基板汇聚到光栅耦合输入波导(204)上,且使光波导生物传感器芯片(2)的光栅耦合输出波导阵列(23)的输出光透过基板后成像于智能手机(1)的摄像头(12)的探测器阵列中。

2.一种应用于智能手机上的光波导生物传感器,其特征在于,包括智能手机(1)、光波导生物传感器芯片(2)、固定夹具(3)和聚焦透镜(4);其中,所述智能手机(1)的LED闪光灯(11)和摄像头(12)分别作为光波导生物传感器芯片(2)的入射光源和探测器;

所述光波导生物传感器芯片(2)包括多个传感器芯片单元(21);每个传感器芯片单元(21)包括光栅耦合输入波导(204)、与光栅耦合输入波导(204)相耦合的参照环形谐振腔(206)、与参照环形谐振腔(206)相耦合的连接波导(207)、与连接波导(207)相耦合的传感环形谐振腔(208)、与传感环形谐振腔(208)相耦合的光栅耦合信号光输出波导(209);所述传感环形谐振腔(208)上开有传感窗口(210),传感环形谐振腔(208)的波导表面具有特异性吸附生物表面膜,传感窗口(210)被微流通道(211)覆盖;被测液体通过微流通道(211)引入传感环形谐振腔(208),传感环形谐振腔(208)中至少有一部分波导与被测液体接触;所述微流通道(211)具有被测液体的输入端(212)和输出端(213);所述光栅耦合输入波导(204)的直通输出端与光栅耦合参考光输出波导(205)相连接;所述多个传感器芯片单元(21)的光栅耦合参考光输出波导(205)和光栅耦合信号光输出波导(209)组成一光栅耦合输出波导阵列(23);所述多个传感器芯片单元(21)的光栅耦合输入波导(204)组成一光栅耦合输入波导阵列(24);

所述固定夹具(3)将光波导生物传感器芯片(2)固定在智能手机(1)上,使智能手机(1)中LED闪光灯(11)发出的光经过聚焦透镜(4)后,透过光波导生物传感器芯片(2)的基板汇聚到光栅耦合输入波导阵列(24)上,且使光波导生物传感器芯片(2)的光栅耦合输出波导阵列(23)的输出光透过基板后成像于智能手机(1)的摄像头(12)的探测器阵列中。

3.根据权利要求1或2所述一种应用于智能手机上的光波导生物传感器,其特征在于:所述光波导生物传感器芯片(2)基板的材料为石英玻璃,芯层的材料为SiON,上包层的材料为SiO2

4.根据权利要求1或2所述一种应用于智能手机上的光波导生物传感器,其特征在于:所述的参照环形谐振腔(206)与传感环形谐振腔(208)的光学长度相似,使得所述的参照环形谐振腔(206)的一个谐振频率与传感环形谐振腔(208)的一个谐振频率重合时,其他相邻的谐振峰不完全重合,从而产生游标效应。

5.根据权利要求1或2所述的一种应用于智能手机上的光波导生物传感器,其特征在于:所述光栅耦合输入波导(204),光栅耦合参考光输出波导(205)和光栅耦合信号光输出波导(209)的耦合特性谱线形状与参照环形谐振腔(206)和传感环形谐振腔(208)级联后的透射谱线包络形状相似,谱线的最大峰值位置相同。

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  • 本发明揭露一种光学测量系统以及光学成像系统。光学测量系统包含透镜模块、光源模块以及感光元件。透镜模块包含第一透镜组件以及第二透镜组件。第一透镜组件设置于第二透镜组件与物侧之间,且第一透镜组件与第二透镜组件共同具有光轴。光源模块设置于第一透镜组件与第二透镜组件之间,其中光源模块具有开口,光轴穿过开口,光源模块用以经第一透镜组件朝向物侧发出光线。感光元件位于透镜模块相对物侧的一侧,其中感光元件用以接收来自物侧经透镜模块与光源模块的开口的物体光线。在此光学测量系统中,光源模块可以在不影响物体光线的情况下尽量靠近的光轴,以提供接近光轴的光线。
  • 一种红外光声光谱检测系统-201821968684.4
  • 苗玉龙;谢刚文;印华;邱妮;张施令;侯雨杉;姚强;吴彬;周艳玲;刘航;胡晓锐;宫林;籍勇亮 - 国网重庆市电力公司电力科学研究院;国家电网有限公司
  • 2018-11-27 - 2019-10-15 - G01N21/17
  • 本实用新型公开了一种红外光声光谱检测系统,它包括:红外光源用于发射红外光;斩波器接收红外光源发射的红外光,并对接收到的红外光进行调制,使红外光进行周期性的变化;滤光片轮与斩波器连接,滤光片轮包括有多个滤光片,滤光片用于滤过待测气体频率的红外光;光声池与滤光片轮进行连接,用于将光信号转换为声信号;微音器与光声池连接,用于将声信号转换为电信并输出至锁相放大器;锁相放大器与微音器连接,用于提取微音器输出电信号中经过斩波器调制后的频率信号,并滤除其他信号。本实用新型采用宽频红外光源,结合宽频红外光源和激光光源各自不同的优点对不同的气体进行光声检测,实现整个光声检测系统的最优化。
  • 基于EtherCAT的组合式卷烟检测系统及卷烟设备-201910662086.7
  • 周志敏;庄永木;胡耀辉;曹爽 - 深圳市鸿捷源自动化系统有限公司
  • 2019-07-22 - 2019-10-11 - G01N21/17
  • 本发明属于卷烟检测技术领域,涉及一种基于EtherCAT的组合式卷烟检测系统及卷烟设备。所述基于EtherCAT的组合式卷烟检测系统,包括EtherCAT模块、MCU模块、光学检测部件、轴编信号处理模块、电源模块、清洁模块和微波检测部件;所述EtherCAT模块、光学检测部件、轴编信号处理模块、电源模块和微波检测部件分别与MCU模块连接,所述MCU模块通过EtherCAT模块外接IPC,所述清洁模块直接外接IPC。本发明的检测系统可实现快速传输数据,实现检测的准确高效化。
  • 基于线阵探测器的旋转式光学层析成像系统的成像方法-201710167611.9
  • 李保生;岳翔;王易诚;刘善林 - 合肥工业大学
  • 2017-03-21 - 2019-10-11 - G01N21/17
  • 本发明属于光学成像领域,具体地讲涉及一种基于线阵探测器的旋转式光学层析成像系统,该系统包括沿着待测物待测面的正面方向依次顺序布置的反射镜片组、柱面镜和线阵探测器;所述线阵探测器连接计算机。本发明还相应地提供了一种利用上述系统进行成像的方法。本发明利用了基于线阵探测器的旋转式光学层析技术,同时采用旋转式光学系统,具有单一的旋转装置,结构比较简单,克服了圆锥扫描时的旋转偏心作用和光学系统离焦作用,减小了后期算法重构时的算法修正难度,提升了系统的稳定性。
  • 液体清澈度检测方法、系统和装置-201710308276.X
  • 郑双凌;其他发明人请求不公开姓名 - 北京清环智慧水务科技有限公司
  • 2017-05-04 - 2019-10-11 - G01N21/17
  • 本发明提供了一种液体清澈度检测方法、系统和装置,其中所述方法包括:确定液体的实际流速,利用光流传感器确定液体的测量流速;根据所述实际流速与测量流速之间的差确定液体的清澈度。本发明原理是:光流传感器是根据成像亮点的位置变化得出目标的瞬时位移;当液体处于污浊状态时,成像亮点较为清晰便于液体速度的计算,液体越浑浊则液体流速的计算越准确;而当液体处于清澈状态时,成像亮点不明显则不利于液体速度的计算,因此液体越清澈则利用光流传感器确定的液体的流速越趋于零。因此可以通过用光流传感器确定的液体的流速越与液体实际流速的差值来确定液体的清澈度。
  • 天然气浓度和距离的激光遥感探测装置-201610643098.1
  • 高晓明;梅教旭;汪磊;谈图 - 中国科学院合肥物质科学研究院
  • 2016-08-08 - 2019-10-11 - G01N21/17
  • 本发明公开了一种天然气浓度和距离的激光遥感探测装置。它包括红外激光发射和接收部件,以及与其电连接的控制处理部件,特别是控制处理部件包含电连接的发射信号控制组件和接收信号处理组件;发射信号控制组件用于实现对红外激光发射部件中的激光器(7)输出的调制;接收信号处理组件为与红外接收部件中的探测器(14)电连接的距离信号处理单元和浓度信号处理单元,其中,距离信号处理单元用于计算出红外接收部件至反射体(12)之间的距离,浓度信号处理单元用于计算出气体浓度。它具有极高的探测天然气浓度的精确度,可广泛应用于天然气泄漏的准确定位探测。
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