[發明專利]用于對分子進行探測、檢測和分析的帶外部光源的集成裝置

有效

• 申請號: 201580054785.3
• 申請日: 2015-08-07
• 公開（公告）號: CN106796176B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 喬納森·M·羅思伯格;阿里·卡比里;杰森·W·斯克勒;布雷特·J·格亞凡思;杰瑞米·拉基;杰勒德·施密德;羅倫斯·C·威斯特;本杰明·西普里亞尼;基思·G·法夫;法席德·加塞米
• 申請（專利權）人: 寬騰矽公司
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/01
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 石海霞;金鵬

1.一種集成裝置，包括：

像素區，包括：

多個像素，所述多個像素的像素具有：

樣品阱，其設置在襯底表面上，其中所述樣品阱構造成接收樣品；

至少一個傳感器，構造成接收來自樣品阱發光；和

至少一個波導，用于將激發能量傳遞到所述樣品阱的附近；和激發源耦合區，其包括：

耦合部件，包括設置在所述襯底表面下方的光柵耦合器，其中所述光柵耦合器構造成從外部激發能量源接收入射在所述襯底表面上的激發能量，并將所述激發能量耦合到所述至少一個波導中。

2.根據權利要求1所述的集成裝置，其中所述激發源耦合區還包括：

反射層，其靠近所述光柵耦合器的一側設置并且被定位成將通過光柵耦合器的激發能量反射向所述光柵耦合器。

3.根據權利要求1所述的集成裝置，其中所述樣品阱構造成從含有多個分子的樣品中分離分子。

4.根據權利要求1所述的集成裝置，其中所述激發源耦合區還包括反射器層和至少一個監控傳感器，所述監控傳感器定位成接收通過所述反射器層中的至少一個孔的激發能量并且測量所接收激發能量的強度。

5.根據權利要求4所述的集成裝置，其中所接收激發能量的強度提供信號，作為所述激發能量向所述光柵耦合器的對準工藝的反饋回路的一部分。

6.根據權利要求1所述的集成裝置，其中所述像素還包括在所述樣品阱與所述至少一個波導之間的至少一個耦合元件，用于將來自所述至少一個波導的激發能量耦合到所述樣品阱。

7.根據權利要求6所述的集成裝置，其中所述至少一個耦合元件是微腔。

8.根據權利要求6所述的集成裝置，其中所述至少一個耦合元件是牛眼光柵。

9.根據權利要求1所述的集成裝置，其中所述像素還包括用于抑制激發能量被所述至少一個傳感器所檢測的擋板。

10.根據權利要求1所述的集成裝置，其中所述像素區還包括位于所述至少一個波導和所述至少一個傳感器之間的至少一個激發濾光器，用于選擇性地過濾激發能量同時傳遞來自所述樣品阱的發光。

11.根據權利要求1所述的集成裝置，其中所述光柵耦合器具有在所述至少一個波導的方向上逐漸減小的寬度。

12.根據權利要求1所述的集成裝置，其中所述樣品阱包括形成于金屬材料中的納米孔。

13.根據權利要求12所述的集成裝置，所述像素還包括同心環光柵，其包括由所述金屬材料所形成的多個環，其中所述納米孔是位于所述多個環的最內環中。

14.根據權利要求1所述的集成裝置，其中所述至少一個波導構造成將激發能量提供至所述樣品阱內的激發區，并且位于所述激發區內的樣品響應于照射所述激發區的激發能量而發出發射能量。

15.根據權利要求1所述的集成裝置，其中所述至少一個波導構造成將激發能量傳遞到樣品阱附近用于在所述多個像素的一部分像素中的各個像素。

16.根據權利要求1所述的集成裝置，其中所述多個像素的一個像素還包括構造成與所述至少一個波導耦合并且將激發能量引導至樣品阱附近的至少一個激發耦合結構。

17.根據權利要求1所述的集成裝置，其中所述多個像素的一個像素還包括構造成與位于樣品阱內的樣品所發出的發射能量耦合的至少一個表面能量耦合元件。