[發(fā)明專利]基于表面波倏逝場的痕量液體或氣體折射率測量裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610155589.1
• 申請日: 2016-03-18
• 公開（公告）號: CN105628651A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉建華;張克;陶李
• 申請（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

1.一種基于表面波倏逝場強度變化的痕量液體或氣體折射率測量裝置，其特征在于 包括：一個復(fù)合平面光波導(dǎo)、棱鏡耦合機構(gòu)，、表面波倏逝場測量機構(gòu)；其中，所述復(fù)合平面 光波導(dǎo)由波導(dǎo)襯底層（3）、導(dǎo)流層（5）、玻璃基底（7）、周期性介質(zhì)膜層（8）、波導(dǎo)覆蓋層（9） 從下往上依次復(fù)合構(gòu)成；所述棱鏡耦合機構(gòu)由測量光束（1）及半柱形耦合透鏡（2）構(gòu)成，該 半柱形耦合透鏡（2）與波導(dǎo)襯底層（3）配合連接；所述表面波倏逝場測量機構(gòu)由錐形光纖探 頭（10）、傳導(dǎo)光纖（11）及光電測量系統(tǒng)（12）依次連接構(gòu)成；導(dǎo)流層（5）有接入口（4）和接出 口（6），待測液體或氣體經(jīng)由接入口（4）進入波導(dǎo)結(jié)構(gòu)內(nèi)，由接出口（6）導(dǎo)出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于：所述測量光束（1）為連續(xù)或脈沖激光光束。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于：所述半柱形耦合透鏡（2）材料為高折射 率玻璃，用于將測量光束以倏逝場的形式耦合入與其相鄰的波導(dǎo)襯底層（3）。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于：所述波導(dǎo)襯底層（3）采用透明低折射率材 料。

5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的裝置，其特征在于：所述導(dǎo)流層（5）為一上下方平行的 空隙，用于容納待測液體或氣體。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于：所述的周期性介質(zhì)膜層（8）為高、低折射 率材料交替的周期薄膜層及其附加層，采用介質(zhì)材料，如氧化鉭/石英交替的周期結(jié)構(gòu)薄膜 層，或聚合物材料交替的周期結(jié)構(gòu)薄膜層。

7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或6所述的裝置，其特征在于：所述的波導(dǎo)覆蓋層（9）材料采用 玻璃或聚合物材料，其折射率低于周期性介質(zhì)膜層（8）的折射率。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于：所述的錐形光纖探頭（10）采用多模或單模 光纖制備，其折射率高于波導(dǎo)覆蓋層（9）的折射率。

9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、6或8所述的裝置，其特征在于：所述的傳導(dǎo)光纖（11）為一多模 或單模光纖，用于傳輸從光纖探頭（10）耦合出的光。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于：所述的光電測量系統(tǒng)（12）為一套光電轉(zhuǎn) 換及測量顯示系統(tǒng)，包括光電倍增管、數(shù)模轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)采集及電腦，用于測量和分析由傳導(dǎo) 光纖（11）傳輸而來的光強。