[發明專利]一種微顆粒片上偏振傳感器

在審

• 申請號: 202111069280.8
• 申請日: 2021-09-13
• 公開（公告）號: CN114002161A
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 趙海盟;焦健楠
• 申請（專利權）人: 桂林航天工業學院
• 主分類號: G01N21/21
• 分類號: G01N21/21;G01N21/01
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理有限公司 11200
• 代理人: 司立彬

本發明公開了一種微顆粒片上偏振傳感器，其特征在于，包括半波片、聚焦物鏡、雙光子聚合微結構、成像物鏡、濾光片、偏振片、透鏡和成像設備；其中，經半波片調節的線偏振激勵光束入射到所述聚焦物鏡；所述聚焦物鏡用于將輸入的線偏振激勵光束匯聚到所述雙光子聚合微結構；所述雙光子聚合微結構用于基于入射光束激勵產生三次諧波作為樣品的光源，對樣品進行成像；所述成像物鏡用于接收樣品的成像光束并進行樣品不同位置成像，輸入所述濾光片；所述濾光片用于對輸入光束進行濾波，去除線偏振激勵光，并將得到的三次諧波經所述偏振片輸入到所述透鏡；所述偏振片用于分析三次諧波的偏振態；所述透鏡用于對輸入光束匯聚入射到所述成像設備進行成像。

技術領域

本發明屬于集成電路、光學芯片設計與研制領域，具體涉及一種基于雙光子聚合結構表面三次諧波的微顆粒片上偏振傳感器。

背景技術

光的特點是有振幅、頻率、相干性和偏振性。偏振在成像技術中很受關注，可以描述光電場振蕩及其狀態量度，從遙感到顯微鏡的使用再到工業監測都有廣泛的應用。光的偏振狀態對反射面的紋理和形狀非常敏感，偏振信息為機器視覺和特征識別提供了新的策略。偏振信息可用于增強圖像的對比度和清晰度，當過強或過弱能量進入傳感器時其濾波特性可以提高收集的數據的精度，例如鏡面重建和植被陰影區遙感。此外，偏振傳感還可以與其他光學技術相結合，實現更復雜、更有前景的應用，如用于目標檢測的多波段偏振成像、用于精確計量的偏振相關橫向剪切干涉儀和用于分析樣品結構的光學諧波產生偏振顯微鏡。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于雙光子聚合結構表面三次諧波的微顆粒片上偏振傳感器。

光諧波的產生可用于生成新的波長。由于古依相移，三次諧波(TH)在具有聚焦激發的均勻介質的界面處產生，因此表面THG可用于透明微尺寸結構的形狀測量，也可作為來自柔性圖形結構的相干光源。通過制造這種結構，可以將聚合結構中的表面三次諧波(TH)傳遞到片上傳感應用的目標位置。由于雙光子聚合(TPP)微結構的任意設計性和高空間分辨率，通過無掩模飛秒激光直寫(FsLDW)的雙光子聚合(TPP)微結構在片上光流體應用的各種微光學元件中具有廣闊的應用前景。因此，TPP結構中的三次諧波以作為微粒子片上傳感的相干源。

本文展示了一種用于檢測微粒的片上微偏振計。通過FsLDW將TPP結構集成到光流控芯片中，以TPP結構表面出現的THs為光源對樣品進行成像。三次諧波(TH)是線偏振的，因此可以通過控制激勵光束的偏振來調節它的偏振狀態。通過分析樣品的線性偏振度(DoLP)，得知其強度與非偏振圖像的強度相反。DoLP中的特征細節也不同于非偏振圖像，因此片上偏振成像可以很好地彌補傳統成像，提高對比度，為微粒子和細胞的傳感和監測提供信息。

本發明的技術方案為：

一種微顆粒片上偏振傳感器，其特征在于，包括半波片、聚焦物鏡、雙光子聚合微結構、成像物鏡、濾光片、偏振片、透鏡和成像設備；其中，

經半波片調節的線偏振激勵光束入射到所述聚焦物鏡；所述聚焦物鏡用于將輸入的線偏振激勵光束匯聚到所述雙光子聚合微結構；

所述半波片用于控制線偏振激勵光束的偏振狀態；

所述雙光子聚合微結構用于基于入射光束激勵產生三次諧波作為樣品的光源，對樣品進行成像；

所述成像物鏡用于接收樣品的成像光束并進行樣品不同位置成像，輸入所述濾光片；

所述濾光片用于對輸入光束進行濾波，去除線偏振激勵光，并將得到的三次諧波經所述偏振片輸入到所述透鏡；所述偏振片用于分析三次諧波的偏振態；

所述透鏡用于對輸入光束匯聚入射到所述成像設備進行成像。

進一步的，通過無掩模飛秒激光直寫將所述雙光子聚合微結構集成到光流控芯片中。

進一步的，所述濾光片為750nm短通濾光片。