[發明專利]一種高通量的折射率測量芯片、裝置以及方法

有效

• 申請號: 201710395830.2
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107228839B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 郭文平;夏珉;楊克成;李微
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01N21/43
• 分類號: G01N21/43
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 王世芳;李智

1.一種高通量的折射率測量裝置，其特征在于，其包括折射率測量芯片(4)，所述折射率測量芯片包括芯片本體，該芯片本體的一個面為光學平面，該光學平面用于與外界的折射率測量設備相面接觸，

在所述芯片本體上設置有至少兩個用于容置待測量液體的溝槽，所述溝槽的深度小于或者等于所述芯片本體的厚度，

所述溝槽的兩端分別設置有液體輸入通道和液體輸出通道，

所述溝槽具有敞口，該敞口位于光學平面上；

多個所述溝槽相互平行，溝槽間通過側壁分隔開，相互獨立；所述裝置還包括光源(1)、輸入耦合光學模塊(2)、棱鏡(3)、輸出耦合光學模塊(5)、面陣器件(6)以及圖像分析處理系統(7)，其中，

所述光源(1)用于產生發散光束，

所述輸入耦合光學模塊(2)用于接受來自光源(1)的發散光束并將其聚焦或發散，

所述棱鏡(3)設置在所述輸入耦合光學模塊(2)的出射光方向上，

所述折射率測量芯片(4)的測量面與所述棱鏡(3)的測量面相面重合，以保證待測液體的液面與棱鏡的測量面重合，進而使得測量光穿過棱鏡底面后在待測液體液面發生折射和反射，

所述輸出耦合光學模塊(5)設置在所述棱鏡(3)的出射光方向上，用于收集帶有待測對象折射率信息的反射光，

所述面陣器件(6)用于接受帶有待測對象折射率信息的反射光，并將其轉化為光電信號，

所述圖像分析處理系統(7)用于對所述光電信號進行處理和分析，以直接輸出待測對象的折射率數值；

工作時，從輸入耦合光學模塊的出射光入射至棱鏡的入射面，發生第一次折射和反射，折射光線進入棱鏡，在棱鏡的測量面和待測液體的界面處發生反射，反射光線從棱鏡的出射面射出，被輸出耦合光學模塊接受，

由于折射率測量芯片(4)同時具有多個容置待測液體的溝槽，不同溝槽容置不同的待測液體，對應會同時獲得相同數量的具有明顯界線的光斑，對光斑進行分析從而能同時獲得多種液體的折射率，實現高通量的測量。

2.如權利要求1所述的一種高通量的折射率測量裝置，其特征在于，所述棱鏡(3)為等腰棱鏡，該等腰棱鏡的一個等腰面為光線的入射面，另一個等腰面為光線的出射面，其底面為測量面。

3.一種高通量的折射率測量方法，其特征在于，所述方法基于權利要求1或2所述裝置，其包括如下步驟：

S1：將棱鏡的測量面和折射率測量芯片的光學平面緊密貼合，

S2：通過折射率測量芯片的輸入通道向多個溝槽內輸入多種待測液體，直到待測液體的液面與折射率測量芯片的光學平面齊平，

S3：開啟裝置，進行測量，同時獲得多個具有明暗界限的光斑，分析光斑以直接輸出待測液體的折射率。