[發明專利]光學耦合器及波導系統

有效

• 申請號: 201780078048.6
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN110088594B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 喬納森·M·羅斯伯格;阿里·卡比里;杰勒德·施密德;杰森·W·希克勒;保羅·E·格倫;羅倫斯·C·威斯特;K·普勒斯頓;亞歷山大·貢達倫科;本杰明·西普里亞尼;J·比奇;基斯·G·法夫;法席德·加塞米
• 申請（專利權）人: 寬騰矽公司
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01N21/64;G01N21/77
• 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

本發明涉及用于向整合式裝置內的大量樣本井的光學功率分布的系統及方法，該整合式裝置可分析單個分子且執行核酸定序。該整合式裝置可包含：光柵耦合器，其被配置為從光源接收光束；及光學分離器，其被配置為將該光柵耦合器的光學功率分配到該整合式裝置的波導，該波導經定位以與該樣本井耦合。該光柵耦合器的輸出可以在一個或多個維度上變化，以考慮光源的光強度分布。

本申請要求2016年12月16日提出的名稱為“光學耦合器和波導系統”的美國臨時專利申請62/435,693的優先權，該美國臨時專利申請在此以其全文引用方式并入本申請。

技術領域

本申請一般而言針對于用于將光學能量耦合至裝置中且將光學能量分布至該裝置的諸多區域之裝置、方法及技術。光學裝置可用于執行對生物和/或化學樣本的并行定量分析。

背景技術

可使用生物檢定(biological assay)(“生物檢定(bioassay)”)執行對生物樣本的探測及分析。生物檢定通常涉及大型昂貴實驗室設備，這需要經訓練以操作該設備且執行該生物檢定的研究科學家。此外，通常批量執行生物檢定使得大量特定類型的樣本對于探測及定量是必要的。

通過使用發射特定波長的光的發光標記物來標記樣本而執行某些生物檢定。用光源照射該標記物以導致發光，且用光探測器探測發光以量化由該標記物發射的發光量。使用發光標記物的生物檢定通常涉及用以照射樣本之昂貴雷射光源及用以自該等經照射樣本收集發光之復雜發光探測光學器件及電子器件。

發明內容

某些實施例針對于一種整合式裝置，其包括：多個波導；光柵耦合器，其具有光柵區域；多個輸出波導，其具有變化的寬度且被配置為與所述光柵耦合器光學耦合；及多個光學分離器，其中所述光學分離器中的至少一者位于所述多個輸出波導中的一者與所述多個第一波導中的至少兩者之間。

在某些實施例中，該光柵區域包括實質上在與所述整合式裝置的表面同平面的方向上定向的多個光柵。在某些實施例中，所述多個輸出波導中的各個輸出波導布置在所述光柵區域的一側上。在某些實施例中，所述多個輸出波導包含第一輸出波導和第二輸出波導，且其中所述第一輸出波導比所述第二輸出波導更接近于所述光柵區域的一側的中心且具有比所述第二輸出波導小的寬度。在某些實施例中，所述多個輸出波導包含第一輸出波導及第二輸出波導，且其中所述第一輸出波導比所述第二輸出波導更接近于所述光柵區域的一側的邊緣且具有比所述第二輸出波導小的寬度。在某些實施例中，在所述第二輸出波導與所述多個波導中的一者之間的光學分離器的數目大于在所述第一輸出波導與所述多個波導中的另一者之間的光學分離器的數目。在某些實施例中，所述多個輸出波導及所述多個光學分離器自所述光柵區域徑向分布。在某些實施例中，所述多個波導中的各個第一波導是實質上垂直于所述光柵區域中的光柵而布置。在某些實施例中，所述多個光學分離器中的至少一者是定位在距所述光柵耦合器小于1mm處。