[发明专利]一种藻类检测微纳光学传感器及其制作与检测方法

权利要求书

1.一种藻类检测微纳光学传感器，用于检测藻类种类与浓度,包括硅基片(1)，所述硅基片(1)正面、背面均为开槽结构面，其特征在于，所述硅基片(1)的其中一段边侧，为用于接触待检测介质的检测边，所述硅基片(1)正面从检测边向上开设有至少1条正面腐蚀槽(2)，每条正面腐蚀槽(2)的终端各自连接宽度大于正面腐蚀槽(2)的光源腔体(3)，每个光源腔体(3)上面设置有光源(4)，每个光源(4)的发光面朝下；所述硅基片(1)背面从检测边向上开设有背面腐蚀槽(5)，背面腐蚀槽(5)的连接宽度大于背面腐蚀槽(5)的接收腔体(6)，接收腔体(6)上面设置有信号光接收器(7)，所述信号光接收器(7)的光接收面朝下；所述光源腔体(3) 与接收腔体(6)设置有倾斜的反射壁(15)；每条正面腐蚀槽(2)、光源腔体(3)与背面腐蚀槽(5)、接收腔体(6)内设置有用作使光线定向传输的光波导，所述光波导是由光波导材料在液态时灌注固化而成，包括成型于每条正面腐蚀槽(2)及其光源腔体(3)内的光源光光波导(13)，与成型于背面腐蚀槽(5)及其接收腔体(6)内的信号光光波导(14)；使得检测时从所述光源(4)依次经光源光光波导(13)、检测边及位于其下方的待检测介质、信号光光波导(14)至信号光接收器(7)形成光通路；所述光源(4)所发出光的波长是正对所要检测的藻类种类可以激发出较强荧光的波长，所述信号光接收器(7)是能接收所述荧光并能转换成电参数值的信号光接收器(7)；所述光源腔体(3)与接收腔体(6)的反射壁(15)均呈半环形，反射壁(15)与光源腔体(3)底面成54.7°夹角。

2.如权利要求1所述的微纳光学传感器，其特征在于，所述硅基片(1)为呈长方形的薄片块，所述检测边为长方形的薄片块的两条长边中的其中一条长边；所述光源光光波导(13)与信号光光波导(14)在检测边端分别形成呈凸起圆弧形的聚光壁(17)；所述背面腐蚀槽(5)的开口端位于检测边，呈现从开口端向上逐渐收缩的喇叭状，开口端的宽度不小于各正面腐蚀槽(2)所占跨度。

3.如权利要求1所述的微纳光学传感器，其特征在于，所述硅基片(1)正面从检测边向上开设1条正面腐蚀槽(2)，正面腐蚀槽(2)的终端连接光源腔体(3)，光源腔体(3)上面设置有光源(4)；所述光源(4)所发出光的波长是正对蓝藻绿藻褐藻3种藻类其中1种可以激发出较强荧光的波长。

4.如权利要求1所述的微纳光学传感器，其特征在于，所述硅基片(1)正面从检测边向上开设2条正面腐蚀槽(2)，每条正面腐蚀槽(2)的终端分别连接光源腔体(3)，2个光源腔体(3)上面分别设置有光源(4)，分别设置的2个光源(4)所发出光的波长分别为正对蓝藻绿藻褐藻3种藻类中的其中不同种类的2种可以激发出较强荧光的波长。

5.如权利要求1所述的微纳光学传感器，其特征在于，所述硅基片(1)正面从检测边向上开设3条正面腐蚀槽(2)，每条正面腐蚀槽(2)的终端分别连接光源腔体(3)，3个光源腔体(3)上面分别设置有光源(4)，分别设置的3个光源(4)所发出光的波长为正对蓝藻绿藻褐藻3种藻类可以各自激发出较强荧光的波长。

6.如权利要求1所述的微纳光学传感器，其特征在于，所述光源腔体(3)与接收腔体(6)的反射壁(15)均包括1个主反射面(8)与位于主反射面两侧的过渡反射面(9)，每侧至少有1个过渡反射面(9)。

7.如权利要求1至6任一项所述的微纳光学传感器，其特征在于，从所述各光源腔体(3)开设有延伸腐蚀槽(10)，所述各延伸腐蚀槽(10)的终端设置宽度大于各延伸腐蚀槽(10)的共同的参考腔体(11)，所述延伸腐蚀槽(10)、参考腔体(11)内同样设置有经液态时灌注，固化后用作使光线定向传输的参考光光波导(16)，参考腔体(11)上面设置有参考光接收器(12)。

8.如权利要求7所述的微纳光学传感器，其特征在于，所述用作使光线定向传输的光波导材料的光波导材料为SU-8光刻胶，所述光源(4)选用固定波长的LED发光器或闪烁氙灯裸灯，所述光接收器选择光敏管或光电二极管。